다아라 매거진 _ 2017.07

매거진뉴스

[Tech Trends]‘가상 건축(Virtual Construction)’접근법 이용, BMU 개발

기어드 모터 안전한 작동, 호이스트 드라이브의 새로운 도전

[Tech Trends]‘가상 건축(Virtual Construction)’접근법 이용, BMU 개발 - 다아라매거진 매거진뉴스
런던의 레든홀(Leadenhall) 빌딩은 - 10도의 경사로 뾰족하게 솟아오른 이 파사드 빌딩은 청소 및 유지보수에 어려움이 많다.


런던의 레든홀 스트리트(Leadenhall Street) 122와 같은 고층 빌딩은 자체적인 맞춤형 유지보수 액세스 시스템을 갖추고 있다. 자재 및 창문 청소 요원은 옥상에 설치된 호이스트를 사용해 운송되는데, 이러한 솔루션을 안정적으로 구현하기 위해서는 강력하고 안전한 드라이브가 필수적이다.

고층 빌딩 설계가 점점 더 구조적인 혁신이 강화되면서 유지보수 액세스 솔루션을 공급하는 업체는 이러한 모든 개발 요건에 부합하는 새로운 솔루션을 제공해야 할 과제에 직면해 있다.

ICL(Integral Cradles Ltd)은 최신 프로젝트 중 하나로 런던의 상징인 52층 레든홀 빌딩을 위한 2개의 빌딩 유지보수 장치와 BMU를 설계 및 구축했다.

외관 때문에 치즈그레이터(Cheesegrater)로도 불리는 225미터의 이 고층빌딩은 10도 경사로 뾰족하게 솟은 파사드(Façade) 형태다. 이 빌딩을 위한 맞춤형 BMU는 트래버싱 크레인(Traversing Crane)과 크래들, 그리고 옥상에 영구적으로 장착된 지지장치로 구성돼 있다. 특히 중요한 망원경 지브는 20m가 넘는 거리를 커버하기 때문에 빌딩 외관의 모든 부분들을 확인할 수 있다.

이 장비는 최대 1천kg 중량의 유리 패널들을 들어올릴 수 있으며, 최대 2천kg의 부품을 들어올려 타워 크레인 해체 작업을 지원한다. 안전과 신뢰성이 가장 중요한 설계 고려사항이기 때문에 타워 전반에서 정밀한 포지셔닝이 가능한 노드 드라이브시스템즈(Nord Drivesystems)의 헬리컬 베벨 기어드 모터와 NORDAC PRO 인버터가 장착됐다.

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NORD SK 9072.1 기어드 모터 드라이브. 레든홀 빌딩의 BMU에 장착된 망원경 지브


ICL은 프로젝트 초기부터 건축가 및 건설회사와 협력해 BIM(Building Information Modeling)이라고 불리는 ‘가상 건축(Virtual Construction)’ 접근법을 이용해 BMU를 개발했다. 이를 통해 파사드 액세스 시스템과 유지관리 체제에 영향을 줄 수 있는 미세한 설계 변경사항까지도 고려해 모든 관련 당사자들이 동시은 빌딩 구축작업을 진행하면서 동시에 액세스 솔루션을 확인할 수 있도록 했다. ICL은 스페인의 공급 파트너사인 GinD(Gondolas in Design)와 협력해 레든홀 빌딩 BMU를 설계했으며, GinD는 이 프로젝트를 위한 주요 컴포넌트 부품들을 생산, 공급했다. 노드 드라이브시스템즈의 오랜 고객인 마드리드 기반의 GinD는 세계적으로 유명한 여러 설비에 BMU를 공급하고 있으며, 노드사의 드라이브를 사용하고 있다. ICL과 GinD의 설계 공정에서 가장 중요한 요건은 품질과 서비스, 그리고 글로벌 수준의 지원이었다. 따라서 전세계 모든 주요 제조 국가에서 운영되는 36개 노드 지사 중 하나인 영국의 노드 기어(NORD Gear)사의 현지 세일즈 지원과 독일 본사의 노드 엔지니어에 의해 모든 중요 사양을 연구하고, 최적의 크기로 각 드라이브 축을 검토하는 것이 중요한 역할을 했다.

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노드 드라이브시스템즈의 NORDAC PRO 시리즈 주파수 인버터는 정교한 포지셔닝 기능과 온보드 PLC를 갖추고 있다.


보드 상의 호이스트 드라이브 기능
각 BMU에는 4개의 인버터 구동축이 있다. 트래버싱 축은 옥상의 절반 길이에 해당하는 레일 시스템 상에서 평형 크레인을 구동하고, 선회 축은 크레인을 회전시키며, 망원경의 축은 지브를 확장한다.

윈치 드라이브는 케이블을 통해 파사드 빌딩의 크래들을 들어올린다. 지브 각도의 포지셔닝을 담당하는 러핑(Luffing) 축은 유압 액추에이터로 구동된다. 이 애플리케이션은 원활한 가속과 감속이 요구되는데, 이러한 기능은 NORDAC PRO 시리즈 캐비닛 주파수 인버터로 제어된다. 사용하기 편리한 NORD CON 소프트웨어를 이용해 인버터 파라미터를 빠르고 안전하게 설정할 수 있다.

소프트 스타트 및 스톱을 유지하기 위한 가속 및 감속 램프 이외에도, 애플리케이션과 관련된 포괄적인 파라미터 리스트에는 다양한 작동 속도 및 브레이크 제어, 안전관련 조건 등이 포함돼 있다. 노드사의 ParameterBox를 이용하는 고객들은 현장에서 특정 파라미터를 간단하게 조정할 수 있으며, 전체 파라미터 세트를 다른 인버터로 복사할 수도 있다.

정밀 벡터 제어 및 높은 과부하 용량을 갖춘 드라이브 전자장치는 높은 토크를 필요로 하는 이러한 애플리케이션에서 기어드 모터의 안전한 작동을 가능하게 한다. 각 NORDAC PRO는 보완용 I/O가 포함돼 있으며, 고객의 PLC 제어를 통해 모든 축의 동기화를 처리할 수 있다. 인버터는 BMU에 인접한 방수 제어 캐비닛 상에 장착된다.

NORDAC PRO 시리즈는 다양한 구성 단계를 제공한다. 인버터는 표준 통합 PLC 기능과 POSICON 포지셔닝 제어, STO(Safe Stop), 인코더 피드백, 필드버스 통신 등과 같은 정교한 제어 기능을 처리할 수 있다.

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노드 드라이브시스템즈의 드라이브를 사용한 레든홀 빌딩에 장착된 2개의 BMU는 스트리트 레벨 이상의 225미터에 걸쳐 작동한다.


큰 토크 용량과 향상된 수명
BMU 축을 구동하는 기어드 모터 또한 노드사가 직접 제작 및 조립했다. 에너지 효율적인 IE3 모터는 최대 정격 5.5kW이고, 일부는 수동 브레이크 해제 기능을 갖춘 안전 브레이크 기능을 지원한다. 수직으로 설치된 모든 모터는 팬 뚜껑 상단에 레인 캐노피가 포함돼 있어 브레이크 및 팬이 위치한 모터의 백엔드에서 유입되는 잔해물이나 물을 방지할 수 있다.

모든 동력 축은 일체형의 견고한 주철 가공 하우징을 통해 가장 무거운 하중에서도 편향을 방지할 수 있는 노드사의 Unicase 고효율 헬리컬 베벨 기어 장치의 이점을 활용하고 있다. 단일 주조물 안에 모든 베어링과 씰 시트가 포함돼 있어 하우징을 약화시키거나 오일 누수를 유발할 수 있는 스플릿 또는 볼트-온 캐리어를 제거할 수 있다. 또한 더 큰 베어링 저널과 기어 직경을 사용함으로써 경쟁 기어장치에 비해 더 큰 토크 용량과 향상된 수명 및 신뢰성을 얻을 수 있다.

시운전 이후 노드 드라이브시스템즈는 런던 시내의 225m 높이에서 인버터 제품 실행 및 유지보수 트레이닝을 실시했다. 향후에도 이 물류 솔루션 공급업체 및 드라이브 제조업체는 비즈니스 협력을 기대하고 있다. 이 ‘치즈그레이터’ 빌딩은 ICL과 GinD, 그리고 노드사가 공동으로 작업한 매우 인상적인 구현 작업 중 하나가 될 것이다.

런던의 52 라임 스트리트(Lime Street)의 ‘The Scalpel’ 빌딩은 현재 건축 중이며, ICL이 설계한 2개의 정교한 BMU가 이 설비의 대안이 될 것으로 기대된다.

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