무선 모니터링을 위한 새로운 어댑터 기술

By Richard Baril

논란의 여지가 있지만 염소(chlorine)는 전 세계 식수에 있어 꼭 필요한 물질이다. 하지만 병원균과 미생물을 죽이기 위해 적절한 수준의 잔류 염소를 유지하는 것은 상당히 어려운 일이다. 이론적으로, 염소는 실시간 분석을 제공하는 유리 염소(free chlorine) 또는 모노클로라민(monochloramine) 모니터링 시스템을 통해 측정한다. 멀리 떨어진 곳에 기기를 설치하고 정보를 수집하기 위해 사람을 현장으로 보내는 비용 때문에, 많은 플랜트들이 유리 염소 수치시험을 하는데 있어 샘플 수집에 의존한다. 이러한 접근 방식은 수질 및 기준 준수 면에서 모두 문제가 될 수 있다.
무선 데이터 전송으로 액체 분석 기술이 변화하면서 이 모든 것이 바뀌고 있다. 에머슨 프로세스 매니지먼트는 ACE11에서 새로운 THUM 어댑터 기술을 선보일 예정이다. 이 어댑터는 소프트웨어 업그레이드, 배터리, 또는 추가 하드웨어 없이 HART 기반 분석기에 무선 기술을 추가하게 한다. 이러한 방식은 설치비용을 최대 90%까지 절약할 수 있게 한다.

수처리 시설의 경우 프리 필터(pre-filter), 필터, 그리고 방출 공정 중에서 규정 준수 및 품질 보증을 위해 얼마의 염소 측정이 필요하지만, 측정 위치가 멀고 분석 계장 적용이 어려울 수 있다. 이 경우 Model 56분석기, FCL 유리 염소 시스템 및 무선 THUM 어댑터를 포함하는 무선 기술의 적용을 통해 측정 및 첨단 진단 정보를 무선으로 전송할 수 있다. THUM 어댑터는 WirelessHART 프로토콜을 사용하며, 이 프로토콜은 광범위한 계기를 지원하기 때문에 무선 기술의 산업 표준으로 빠르게 성장하고 있다. 이 프로토콜은 모든 무선 기기가 근처 기기를 위한 중계기(repeater) 역할을 하는 ‘자가 조직(self-organizing)’ 네트워크를 가능하게 한다. 그 결과 모든 기기들은 각 메시지를 위해 가장 효율적인 통신 경로를 파악하고 사용하게 된다. 또한 하나의 기기에 문제가 생기더라도 다른 기기들이 메시지를 전달할 수 있다.

WirelessHART 프로토콜은 이전에는 활용할 수 없던 진단 정보를 제공한다. 무선 솔루션은 유리 임피던스(glass impedance), 공정 온도, Raw mV 또는 mA 입력값, 유리 균열(glass cracking) 및 기타 고장이나 경고와 같은 표준 진단 데이터를 전송한다. 이러한 진단 정보를 통해 플랜트는 필요한 것보다 더 자주 센서를 변경/청소/정비 하는 대신, 실제 필요에 기반한 유지보수 일정을 계획할 수 있다. 이에 더해, 이 시스템의 첨단 데이터 로그 기술은 공정 정보를 수집/저장하는 기능을 한다. 고급 진단 및 이력 데이터의 조합으로 인해 문제가 발생하기 전에 경보를 발하여 가동 시간을 증가시키고 유지보수에 필요한 시간을 줄일 수 있다.

식수 생산 플랜트의 경우 보안은 언제나 중요한 문제였으며, WirelessHART 표준의 다층(multilayered) 보안 기능을  기반으로 새로운 무선 기술이 적용되었다. 여기에는 자동 키 회전(key rotation) 암호, 기기 인증 및 데이터 검증이 포함된다. 외부 간섭은 전파 장해를 피하는 스펙트럼 확산 통신(spread-spectrum broadcast)과 자동 채널 선택에 의해 제어된다. 그 결과 무선 네트워크는 유선 솔루션과 비할만한 보안과 신뢰도를 보장할 수 있다.

저자 소개
에머슨 프로세스 매니지먼트의 Rosemount Analytical의 Liquid Division 제품 책임자인 Richard Baril은 식수, 폐수, 그리고 공정 산업 분야에서 20년 이상을 몸담아 왔다.