크레인의 원격제어시스템(Remote Control Systems for Cranes)(3)

건설기계산업연구원  원장  김인유

 

■ 이동식 크레인의 원격 제어

 

세계적인 Covid-19 대유행에 비추어 볼 때, 안전을 보장하기 위해 거리를 유지한다는 생각은 적절한 사안이다. 건설적인 맥락에서, 안전거리 원칙은 이미 크레인 및 운송 장비 제조업체에 의해 효과적으로 사용되고 있다.

 

전문 원격 제어 시스템 제조업체들은 운영자들이 작업현장의 위험 지역에서 벗어날 수 있는 첨단 기술 제품을 사용하였으며, 이는 수년 동안 기술 축적을 하고 있다. 리모컨 산업이 기술의 진보를 최대한 활용하고 그들 자신의 일부에 기여함에 따라 제품 개발은 계속되고 있으며, 대표적인 예가 크레인 제조업체인 Liebherr의 신형 RemoteDrive이다.

RemoteDrive는 이 회사의 Liccon2 크레인 제어 시스템을 개발한 것으로, 13년 전 첫 번째 버전으로 출시되었다. Liccon은 항상 BTT 모바일 제어 및 디스플레이 장치를 사용하여 원격제어가 가능하도록 하였으며, Liebherr 크레인에 사용하였다.

 

제작사(OEM)에 따르면, Liccon2는 오랫동안 원격 제어를 통해 크레인 상부 구조 기능을 작동할 수 있는 능력을 갖추고 있었다. 이는 크레인에 관련 소프트웨어를 설치하고 BTT 모바일 제어 및 디스플레이 장치를 두 개의 마스터 스위치가 있는 콘솔에 연결함으로써 달성된다.

그러나 새로운 RemoteDrive 개발은 최초로 크레인을 원격 제어를 통해 조종석 외부에서 작동할 수 있다는 것을 의미한다.

 

Liebherr의 50톤 용량 LTC 1050-3.1 소형크레인은 원격 조종이 가능한 최초의 기계라고 할 수 있으며, 원격 제어와 크레인 이동 시 기술자와 소프트웨어 전문가는 정밀도가 주요 목표였다.

 

이 시스템이 제공하는 안전상의 이점 외에도, 새로운 시스템의 한 최종 사용자는 이 시스템이 기동 면에서 또한 이점을 제공한다는 것을 알게 되었다. 특히 공간이 심각하게 제한될 때, 그 크레인은 더욱 그렇다. 독일 크레인 및 운송 렌털 업체 Salgert는 RemoteDrive가 장착된 LTC 1050-3.1 소형크레인 2대를 인도받았다. 이 회사의 Wolfgang Salgert 상무는 "우리 LTC 소형크레인은 70퍼센트의 작업을 제한된 산업용 건물에서 작업한다. 크레인 조종사가 전체 그림을 볼 수 없는 상황을 매일 마주한다는 뜻이다.

 

'원격주행'은 크레인 조종사가 크레인 앞에 서서 제한된 접근로를 통해 안전하게 기동할 수 있게 해 준다. 이러한 기동성은 Salgert에 의해 독일 Bad Münsteifel에 있는 알루미늄 다이캐스팅 전문 회사 작업에서 시험대에 올랐다. 건물에 여러 개의 공작기계를 이전해야 했고, 다른 공작기계는 자동차 산업을 공급하는 현장에 설치해야 했다.

 

접근이 특히 삼엄했고 업무는 최소한의 중단으로 진행되어야 했다. Salgert 크레인 조종사 Tony Gölitzer는 "어려운 점은 다른 기계와 생산을 중단할 수 없는 낮은 건물에서 기계를 이동시켜야 한다는 것이었다"고 어려움을 설명했다. RemoteDrive는 내가 문제 영역 바로 옆에 서 있을 수 있게 해주어서 안전하게 크레인 기동을 할 수 있게 해주었다. 문은 좁고 낮았고 우리는 짧은 보조 지브를 설치하였으며, 가까운 거리에서 작업하여야 했다."

 

주물로 된 시설의 입구 또한 매우 작았지만, 이것은 큰 도전이 되지 않았다고 LTC 1050-3은 충분히 할 수 있었다. LTC 1050-3의 콤팩트한 크기는 높이가 3m 되는 문으로 통과할 수 있다는 것을 의미한다.

 

Liebherr은 Salgert가 크레인 VarioBase 가변 지지기반의 도움을 받아 기계 이전을 신속하게 완료했다고 말하고 있다. VarioBase는 아웃리거가 부분적으로만 연장된 상태에서 공장의 기존 기계 사이에 있는 크레인을 지원할 수 있었다. 또, 붐으로 무거운 하중을 들고, 훅(hook)에 하중을 매달고 주행하는 LTC의 능력도 사용되었다.

 

Liebherr은 일주일에 최소 몇 번 이상 크레인에서 이러한 기능을 사용하겠다는 고객들의 의견에 따라 이 기술을 개발했다고 말한다. 또한, 고객들이 선택권이 주어진다면 카메라 시스템을 사용하는 것보다 리모컨 시스템을 사용하는 것을 더 선호할 것으로 생각했다고 말한다.

 

 

■ 타워크레인의 원격 제어

 

타워크레인에서 원격조종 시스템은 이미 표준화되어 사용되고 있으며, 유럽 일부 지역에서는 flat-top tower crane도 많이 사용되고 있다. flat-top tower crane은 조립이 빠르고 쉬운 것이 특징이다.

 

hammerhead tower crane은 세계에서 가장 많이 사용되는 타워크레인 종류 중 하나이다. 특히 다양한 하중의 정밀하고 정확한 취급에 신뢰성이 높다.

 

Luffing Tower crane은 혼잡한 장소에서 높은 빌딩을 건축할 때 사용하는 것으로 매우 짧은 카운터 지브와 매우 좁은 공간에서 높은 생산성을 허용하는 가변적인 작업 반경을 가지고 있다.

조종사들은 하중이 얼마나 나가는지, 최대 하중이 몇 퍼센트인지, 하중이 얼마나 높은지, 바람이 얼마나 강하게 불고 있는지까지 알아야 한다. 주목할 만한 것은 타워크레인의 원격조종이 얼마나 빨리 기술개발이 되었는가 하는 것이다. 타워크레인은 약 20년만에 단순한 전기 기계에서 컴퓨터 제어장치로 발전하였으며, 이는 이동식크레인의 개발 기간의 절반에 해당하는 것이다.

타워크레인의 원격제어시스템은 작업자의 안전성과 프로젝트의 정확한 운용에 매우 적합하다. 이 단계는 타워크레인이 앞으로 컴퓨터를 더 많이 조종할 수 있도록 할 것으로 보인다. 예를 들어 Potain Igo 시리즈의 self-erecting cranes, 신형 Igo T와 MCT city-class tower cranes 등은 모두 리모컨을 사용한다. Liebherr Litronic 크레인, EC-HM 범위 및 EC-B 범위를 리모컨으로 사용할 수 있다.

 

포테인 T85용 Hetronic 제어장치는 트롤리 반경, 후크 높이, 중량, 남은 용량 백분율, 배터리 전력, 신호 강도, 풍속, 크레인 two-fall or four-fall 구성 여부, 크레인 용량의 90%와 100%에 대한 경고를 표시한다.

 

리모컨이 있으면 짐 옆으로 걸어갈 수 있으며 짐을 부드럽게 내려놓아야 한다면, 짐 옆에 서서, 모든 것을 아주 잘 볼 수 있다는 것이다.

 

20년 전, 케이블 없이 리모컨으로 작동하는 크레인은 일종의 마술이었다. 지금은 모든 크레인 애플리케이션, 특히 타워크레인, 로더 크레인, 이동식 크러셔의 표준이 되고 있다.

 

크레인의 원격제어 시스템으로 크레인 조종에 있어 안전한 방법일 수 있지만 장비가 자동으로 안전해지지는 않는다. 조종사는 원격제어 시스템으로 조종하기 위해서는 충분한 교육을 받아야 할 것이다. 교육을 받지 않는다면 크레인 조종석에서 조종하는 것과 같이 중대 재해의 사고가 발생할 수 있다는 것이다.

 

지금 타워크레인에서 가장 흥미로운 것은 제어 시스템입니다. 타워크레인은 철골 공사지만 통제와 감시체계가 점점 더 많아지고 있다.

 

 

■ 최신 원격제어 제품

 

일부 크레인 제조업체는 자체 원격 제어 시스템을 개발하지만, 대부분이 전문 원격 제어 제조업체에 의존한다. 이 분야에서는 경쟁이 치열하고 전문업체는 지속적으로 제품군을 개발하고 있다. 예를 들어 스웨덴 제조업체인 Scanreco의 최신 개발은 업데이트된 G2 G3 제품군으로, 2020년 3월부터 출시되었다. G2 G3는 Scanreco의 주요 제품군 중 하나이다.

이 회사는 2016년 4.3인치(110mm) 컬러 디스플레이를 송신기에 옵션으로 추가했으며, 앞으로 몇 년 더 유지하기 위해 다양한 업데이트 패키지를 출시했다. G2 G3 무선 수신기는 현재 2.4GHz 주파수 대역을 사용하고 있는데, Scanreco는 세계 어디에서 사용하든 다른 주파수 대역을 사용할 필요성이 없다. 과거에는 유럽 433MHz, 북미 915MHz 및 다른 시장의 다른 국가 주파수 대역과 함께 제공되었다. Scanreco는 더 높은 대역폭 2.4GHz 기술로 더 많은 데이터를 제공할 수 있다는 것을 의미한다고 말한다.

 

Scanreco는 대역폭이 2.4GHz로 높을수록 더 많은 데이터가 더 짧은 기간에 전송될 수 있으므로 업무시간이 감소한다고 말한다. 이는 또한 송신기의 전력 소비량을 줄여 조종사에게 배터리의 충전당 약 50% 더 긴 작동 시간을 제공한다고 Scanreco는 주장한다.

 

대역폭이 증가하면 4.3인치(110mm) 컬러 디스플레이의 그래픽 업데이트 속도도 4배 증가하여 지연 없이 더 발전된 그래픽을 조종사에게 제공할 수 있으며, 2.4GHz 무선 프로토콜은 여러 가지 다른 기술들의 조합과 더 많은 무선 시스템이 간섭 없이 제한된 지역에서 공존할 수 있게 한다고 회사측은 말한다. 이러한 기술에는 명확한 채널 평가(대화 전 듣기), 적은 작업 시간, 신호 필터링 및 광대역 기술이 포함 된다.

 

또 다른 새로운 특징은 소형 Rocket Flex 송신기와 14개의 누름버튼, 배꼽팩(belly pack) 송신기와 조이스틱을 같은 어플리케이션에 결합하는 기능이다. 보다 효율적이고 안전한 작동을 제공하도록 설계된 '캐치 앤 릴리스(catch and release)' 기능을 사용할 수 있다. Scanreco는 특히 크레인 조종사들이 시야가 좁아진 구역이나 안전하게 리프팅을 계속할 수 있는 지면에서 지붕 꼭대기로 물건을 옮기는 데 도움이 된다고 말한다.

미니 송신기의 경우, Scanreco는 새로운 일련의 인체공학적인 조이스틱을 출시하였으며, 이는 기본 2축 조이스틱, 핸들 상단에 누름 버튼이 있는 2축 조이스틱, 3축 조이스틱 등 3가지 버전으로 제공된다. 따라서 모두 움직임을 정확하게 제어할 수 있다고 Scanreco는 주장한다.

좌우 3축 조이스틱으로 조종사는 손의 그립을 변경하거나 이동할 필요 없이 6개의 기계 동작을 개별 속도로 동시에 제어할 수 있다.

 

독일 본사의 무선 원격 제어 장비 제조업체인 Crailshim의 제품 라인업에 대한 가장 최근의 개발은 스펙트럼 컨트롤러 시리즈의 신세대다.

 

스펙트럼 4는 크레인 및 기계의 무선 제어를 위한 것이며, 다른 스펙트럼 모델과 동일하게 보일 수 있지만, 다양한 새로운 기능을 통합하고 있다.

여기에는 새로운 송신기, 업데이트된 무선 기술, 컬러 디스플레이, 추가 범주 3PL d 안전 명령(EN ISO 13849-1:2015 표준에 따름), 작동 시간이 긴 새 배터리, 작업 중단 없이 배터리 교환을 위한 연속 전원 공급, 감전/제로, 침착 스위치, HBC에 의한 작동 요소의 안전 해제 등이 포함된다. 그리고 '터치 투 액티비티(touch to activate)' 시스템, 저조도 응용을 위한 통합 손전등 및 LED 전면 패널 조명 등이 포함되어 있다.

 

스펙트럼 4는 100개 이상의 제어 명령을 위한 용량을 가지고 있으며 HBC는 개별 구성을 통해 사용자 정의할 수 있는 모든 다른 유형의 작동 요소를 위한 충분한 공간이 있다. 리모컨은 무단 사용으로부터 보호될 수 있으며 비상 정지 기능이 있다. 5분 이상 사용하지 않을 경우 자동 전원 꺼짐과 이동 기능의 자동 비활성화가 된다.

 

이러한 크레인의 원격 조종은 지속으로 확대되어 시장의 규모도 증가할 것으로 보이며, 이에 따른 효율성도 높아지고 있어 시장에서의 그 선호도는 증가할 것으로 보인다.