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미쓰비시전기 나카쓰가와 제작소

기후현 나카쓰가와시에 있는 미쓰비시전기 나카쓰가와 제작소는 환풍기와 로스나이(전열교환형 환풍기), 제트 타월 등 바람과 관련된 기기를 개발, 제조하는 거점입니다. 그 제품은 주택 설비용뿐만 아니라 제조업 공장 현장 등에서 사용되는 환기 용도의 산업용까지 폭넓게 커버하고 있습니다. 핵심인 제1공장에서는 유공압 환풍기, 에어 반송 팬 등 산업용 송풍기를 생산하고 있습니다.

유공압 환풍기와 에어 반송 팬 등을 제조하는 미쓰비시전기 나카쓰가와 제1공장.

제1공장에서는 이전부터 생산 현장의 고온이 과제였습니다. 환풍기 날개 도장 후 건조 공정에서 발생하는 열로 인해 현장의 온도는 여름철에 30도 를 넘을 때도 있습니다. ‘고온은 작업 효율과 작업자의 동기 부여뿐만 아니라 안전에도 영향을 미칠 수 있습니다’ (환기 송풍기 제조부 공작과 공작2계장 스즈키 다카요시).

도장 후 건조 공정. 건조를 위해 사용하는 가스로의 열이 현장 고온의 큰 원인이 되고 있다.

그래서 2017년부터 열을 배출하는 배기 장치를 증설하고, 열이 쌓이기 쉬운 곳에 스팟 쿨러를 설치하는 등의 노력을 기울여 왔습니다. 그러나, 2020년부터는 코로나 19 사태로 마스크를 상시 착용하게 되면서 체감적인 더위는 좀처럼 개선되지 않고 있습니다. 본격적인 대책이 필요하여 대응한 것이 SCADA ‘GENESIS64™’에 의한 현장 환경의 가시화와 환풍기 제어였습니다.

나이트 퍼지 효과를 검증하여 실시

‘이전부터 공장 내 곳곳에 온도계를 설치해 환경 개선을 검토해왔지만, 현장에서의 실내 온도의 시계열 변화만 알 수 있었을 뿐입니다. 전체의 열 분포까지 파악할 수 없었습니다. 그래서 온도 센서 30대를 곳곳에 설치하고, 모기(무선)를 통해 센서에 집약하여 GENESIS64™로 가시화하기로 했습니다’(제조관리부 환경추진과 야마다 후미타카).또한, PLC에는 공장 내의 환풍기도 연결되어 있어 GENESIS64™로 가동 제어가 가능합니다.

1공장 내에 30대 설치된 온도 센서. 데이터는
무선 네트워크로 PLC로 보낸다.

온도 센서로부터의 정보를 무선 네트워크의 본체(좌측 상단)가 받아
PLC(아래)에 집약한다.

나카쓰가와 제작소 제조관리부 환경추진과 야마다 후미타카

고온이 지속되는 원인이 건조 공정뿐만 아니라 건물 전체에 축적된 열도 큰 영향을 주고 있다는 사실을 감안하여, 고모리 등 현장의 고온 대책팀은 환풍기의 가동 방법을 재검토하기로 했습니다. 구체적으로는 열원인 건조 공정에 가까운 환풍기를 주간 배기용으로 가동하는 것뿐만 아니라, 야간에는 급기를 활용한 나이트 퍼지(※)를 실시하고, 야간 외기를 이용해 건물 전체에 축적된 열을 직접 식혀 다음 날의 실내 온도를 낮추는 것을 생각한 것입니다. ‘야간 외기를 이용한 나이트 퍼지는 이전부터 아이디어는 있었지만, 효과 검증이 어려워 실현되지 못했습니다. 그러나, GENESIS64™로 효과를 구체적으로 검증할 수 있게 되어 나이트 퍼지를 새로운 대책으로 확립할 수 있었습니다’(야마다).
* 나이트 퍼지… 야간의 시원한 외기를 실내로 들여와 실내를 냉각시키는 기법

GENESIS64™에 의한 온도 감시로 판명된 것은 ‘외적 요인이 의외로 크다’는 점이었습니다. ‘도장 설비 건조 공정의 열량이 크기 때문에 건조 공정의 가동 여부가 생산 현장의 온도에 지배적인 영향을 주고 있을 것으로 생각했습니다. 그러나, GENESIS64™로 집약된 온도 정보를 몇 달간 분석하면 일조 시간 등 날씨와 전날까지의 설비 가동으로 건물 전체에 축적된 열이 다음 날 현장 온도에 큰 영향을 준다는 것을 알게 되었습니다’(환기 송풍기 제조부 개발기획과 전임 고모리 쇼타).

나카쓰가와 제작소 환기 송풍기 제조부 개발기획과 전임 고모리 쇼타

GENESIS64™로 생산 현장의 온도 등을 실시간으로 파악하고, 환풍기를 적절히 제어하여 고온을 피할 수 있도록 한다.

또한, 송풍 기술을 각종 제품에 적용하고 있는 나카쓰가와 제작소는 고객사의 실내 환경 개선을 목적으로 한 ‘기류 컨설팅 활동’을 전개하고 있습니다. 그 노하우를 바탕으로 제1공장 내에 어떤 기류를 일으키면 건물 전체에 축적된 열을 배출할 수 있는지 분석. 그에 따라 개개의 환풍기를 움직여 움직일 필요가 없는 환풍기는 멈추게 함으로써 고온 대책을 추진하면서 에너지 절약도 추구할 수 있는 구조를 만들어 왔습니다.

안쪽에 늘어선 것이 제1공장의 환풍기. GENESIS64™의 화면에서 ON/OFF를 제어할 수 있도록 되어 있다.

공조기 3대분의 효과

GENESIS64™에 의한 현장 환경의 가시화와 환풍기 제어를 통해 얻은 큰 효과 중 하나는 ‘공조기 추가 투자를 줄일 수 있었다’는 점입니다. ‘고온 대책을 위해 처음에는 공조기 증설을 생각하고 있었습니다. 당사의 기류 분석을 이용한 분석 결과에서는 10마력 공조기 3대를 증설하면 공장 내 온도는 층 전체에서 평균 0.7도 정도 개선됩니다. 이에 대해 GENESIS64™를 활용하여 현장 환경을 가시화할 수 있었기 때문에 나이트 퍼지를 통해 동등한 개선 효과를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있었습니다. 나이트 퍼지에는 급기용 유압 환풍기의 증설이 필요하지만, 공조기에 비해 저렴하기 때문에 투자를 줄일 수 있습니다’(고모리).

나카쓰가와 제작소 환기 송풍기 제조부 공작과 공작 제2계장 스즈키 다카유키

고온 대책이 개선되기 시작하면서 현장에서 일하는 사람들도 안심하고 일할 수 있게 되었습니다. ‘현장에서는 지금까지도 다양한 개선 활동으로 고온 대책을 추진했지만, 효과를 정량적으로 알 수 없었습니다. GENESIS64™를 통한 개선은 그 효과를 구체적인 수치로 보여주기 때문에 공장이 고온 대책을 추진하고 있다는 것을 현장에서도 이해하게 되었습니다’(스즈키).

제1공장에서는 GENESIS64™로 가시화된 공장 내 온도 분포를 바탕으로 향후 유압 환풍기와 에어 반송 팬 등의 설치 계획을 추가로 진행할 예정입니다. 또한, 설치 후에는 이들 기기에도 GENESIS64™에 의한 감시 대상을 확대하여 고온 대책 추진과 동시에 에너지 절약 활동도 추진할 방침입니다.