플랜트에서의 총체적 투명성

SIEMENS

유연성과 개방성에 힘입어 세계에서 가장 널리 사용되는 시각화 시스템 중 하나로 잘 알려진 SCADA 시스템은 15년이 넘는 세월 동안 모든 산업 분야에서 널리 응용되어 왔다. 새로운 버전에서는 멀티 터치를 비롯해 플랜트 전반에 걸친 장기 아카이빙과 새로운 분석 및 보고 기능이 지원된다. 이와 같이 SCADA 시스템은 플랜트 정보 시스템으로 성장해왔다.
글로벌 경쟁이 치열해짐에 따라 플랜트 운영자들에게는 비용 문제 다음으로 생산성과 가용성, 품질의 극대화가 중요한 요인이다. 시장에서 성공을 거두기 위해서는 이러한 요구사항들을 충족하는 SCADA 시스템을 사용해야 한다. 플랜트의 전체 서비스 수명 동안 확장이나 법률 조항 같은 새로운 요구사항들이 대두될 가능성이 농후하다. Simatic WinCC는 시스템 확장성을 갖추고 있기 때문에, 단일 사용자 시스템에서부터 분산 서버/클라이언트 시스템에 이르기까지 요구사항에 따른 확장이 가능하다. 이중화 서버는 최고 수준의 가용성을 보장하는데, 웹 클라이언트는 인트라넷이나 인터넷을 통해 원격 제어 및 모니터링을 지원한다.

포괄적 아카이빙
모든 산업 분야의 공정을 최적화할 수 있으려면 관련된 모든 공정 데이터를 사용할 수 있어야 한다. 이러한 이유로 Simatic WinCC는 효율적이고 강력한 아카이빙에 가장 큰 가치를 두고 있다. 통합 이중화 개념을 바탕으로 한 신뢰성과 보안성을 비롯해 유연한 데이터 표시 및 분석이 제공된다. 7.2 버전의 시스템은 중단 없는 아카이빙과 주간, 월간, 연간 단위의 자동 압축 알고리즘을 포괄적이고 상세한 보고의 기초로 제공한다. ‘스윙도어 알고리즘(swinging-door algorithm)'에 따른 강력한 압축을 통해 메모리 요구사항을 대폭 줄였다. 이제는 차이를 자동 계산하고 ‘수동(manual)' 값이나 실험값을 소급 입력 또는 보정함으로써 적분 통계 계산(최소, 최대, 합계, 평균, 적분)을 보완한다. 하지만 자동 생성된 아카이브 내에서 수동 변경을 할 경우에는 다음과 같이 특별한 주의를 기울여야 한다. 반드시 값을 ‘수동'으로 라벨링해야 하고, 자동 생성된 작업 메시지를 통해 문서를 업데이트해야 한다. 이러한 운영자 작업 추적이 필요한 산업 분야로는 제약 산업과 식음료 산업을 꼽을 수 있다. 더불어 구성에 대한 변경 사항을 문서화하면 FDa (21 CFR Part 11) 및 EU 178/2002 (식품법)에 따른 검증을 수행할 수 있는 토대를 마련할 수 있다.

고품질의 장기 아카이빙
7.2 버전에서는 WinCC에 포함된 아카이브 기능에 강력한 장기 아카이브인 ‘Process Historian' 옵션이 추가됐다. Process Historian은 생산 중 발생하는 모든 공정 값과 메시지를 중앙에 실시간으로 아카이빙한다. 최대 시스템 구성은 플랜트에 있는 하나의 WinCC 시스템에만 국한되지 않는다. 여러 WinCC 프로젝트의 데이터 역시 함께 아카이빙할 수 있다. 공정에서 생성되는 엄청난 양의 데이터 관리는 데이터베이스 시스템 사용에 특정한 문제를 일으킨다. Microsoft SQL Server 2008이 믿을 수 있고 안전한 플랫폼으로 사용된다. 컴퓨터를 추가하면 Process Historian이 WinCC 시스템에 통합된다.  최고 수준의 보안과 가용성이 요구되는 경우에는 이중으로 구성할 수도 있다. 데이터베이스는 ‘Process Historian’ 구성 도구로 설정한다. 이 구성 도구는 데이터베이스 고유의 모든 설정에서 사용자를 지원한다. Process Historian은 확장성을 갖추고 있기 때문에 생산에 차질을 빚지 않고 언제든지 필요한 데이터 량에 맞게 조절할 수 있다. WinCC 트렌드 화면이나 메시지 표시 화면을 통해 언제라도 아카이빙된 모든 데이터에 투명한 액세스가 가능하다. 적분 통계 함수는 여기에서의 잠재적 문제 지점들에 대한 첫 표시를 제공한다.

데이터 홍수가 아닌 정보의 활용
하지만 믿을 수 있는 방식으로 관련 데이터를 장기 아카이빙하는 것은 이후의 최적화 작업을 수행하기 위한 토대에 불과하다. 수집된 정보를 의미 있게 연결하기 위해서는 플랜트 전반에 걸친 보고 시스템이 필요하다. 두 번째 단계로, 이러한 보고 시스템은 플랜트 운영자들이 중요한 플랜트 영역을 탐지하고 최적화를 통해 비용 효율성 및 생산성과 관련해 진정한 부가가치를 창출할 수 있도록 지원한다. ‘Information Server’ 옵션이 이러한 보고 시스템에 해당된다. 이미 성능이 입증된 Microsoft Reporting Services를 구축하면 대상 그룹별로 언제 어디서나 웹 기반 보고 플랫폼에서 데이터를 사용할 수 있다. WinCC 아카이브 데이터에 투명하게 액세스함으로써 데이터를 사용해 가장 까다로운 요구에 대한 상세 보고서를 신속하고도 손쉽게 생성할 수 있다. 보고서 생성 및 관리를 지원하기 위해 다양한 툴들이 제공된다. 공급되는 템플릿은 아이디어를 자극하고 다양하게 응용될 수 있다. 이벤트 중심 또는 수요 중심 기반으로 주기적인 보고서 생성이 가능하다. 완성된 보고서는 Microsoft Internet Explorer에서 웹 기반 인터페이스를 통해 이용할 수 있고 이메일 수신자에게 동시에 전송할 수도 있다. Information Server는 일반적인 pdf 포맷을 지원한다. 널리 사용되는 Microsoft Office 애플리케이션인 Word 및 Excel의 추가 기능을 이용해 보고서를 생성할 수도 있다.  Information Server의 기능을 완벽하게 활용하기 위해서는 표준화된 프로그래밍 인터페이스가 필요한데, 개발자들은 이러한 인터페이스를 통해 아카이빙된 WinCC 데이터를 상호 연결할 수 있다. 따라서 최종 사용자는 Microsoft의 통합 Report Designer를 사용해 자신의 요구사항에 정확하게 부합하는 보고서를 손쉽게 생성 및 발행할 수 있다. 공정 데이터에 액세스하면 생산 공정의 신속한 최적화는 물론이고 인터넷을 통한 플랜트 자산 관리도 가능하다. 이러한 방식으로 기업의 모든 수준에서 적합한 분석 보고서를 생성할 수 있다. 관리자는 중요한 생산 수치를, 품질 담당자는 품질 보고서를, 유지 보수 담당자는 고장에 대한 실시간 정보를 얻게 되는데, 이 때 해당되는 대상 그룹에 맞게 정보 수준을 세밀하게 조정할 수 있다. 따라서 보다 신속하게 취약 지점을 탐지하고 다운타임을 최소화함으로써 생산성 및 가용성 향상과 비용 절감을 통해 효과적으로 부가가치를 창출할 수 있다.

유니코드 덕분에 전 세계에서 사용할 수 있는 SCADA 시스템
잘 알려진 대로 유럽의 기계 제조업체들은 전 세계로 시스템을 수출하고 있다. 이는 곧 특히 아시아, 그리고 키릴 문자를 사용하는 국가들에서 특수한 문제에 직면하게 된다는 것을 의미한다. 따라서 엔지니어링 단계와 런타임 시 모든 인터페이스의 디스플레이 언어를 언제든 전환할 수 있어야 한다. 이는 운영체제뿐만 아니라 WinCC 옵션에도 해당된다. 예를 들어 대상 언어로 중국어가 활성화되어 있다면, 유럽의 서비스 엔지니어는 (아무리 경험이 많다 하더라도) 베어링을 찾기가 매우 어려워진다. 하지만 Simatic WinCC 7.2 버전에서는 유니코드가 지원되기 때문에 모든 텍스트를 표준화된 유니코드 포맷으로 내보내서 해석한 다음, 다시 가져올 수 있다. 더 나아가 국가별로 하위 언어를 설정할 수 있다. 따라서 사용자는 작업 중에 원하는 언어를 설정할 수 있다. 즉, 언제라도 버튼만 누르면 로컬 작업에 필요한 언어와 인터넷을 통한 액세스에 필요한 언어를 지연 없이 설정할 수 있다. 이렇게 전 세계 어디에서나 사용이 가능하다는 것은 큰 이점이다. 이제는 멀티 터치 운영자 컨트롤 개념도 자동화되었다. 효율적인 운영자 컨트롤 개념과 최신 산업 플랜트의 명확한 시각화는 WinCC의 트레이드마크가 되어 왔다. 하지만 스마트폰 같은 소비자 기기의 인기가 높아지면서 전통적인 생산 플랜트의 운영자 컨트롤 개념에 미치는 영향이 커지고 있다. 화면에서 줌이나 쓸어 넘기기(swiping) 같은 직관적인 제스처가 지원되기 때문에 운영자 조작이 훨씬 쉽고 직관적이다. 최신 버전의 Simatic WinCC는 2-핑거 멀티 터치 제스처를 통한 운영자 입력을 지원한다.
친숙한 WinCC 줌 기능은 멀티 터치 시스템에서 최적으로 사용할 수 있다. 뿐만 아니라 WinCC는 ‘디클러터링(decluttering)’을 제공해 설정된 줌 배율에 따라 화면 내용을 보여준다(예: 줌 배율 150% 이상에서도 볼 수 있음). 한편, 최초로 도입된 공정 화면을 탐색하기 위한 용도로 멀티 터치 제스처를 실행할 수도 있다. 이 때 버튼을 사용하는 대신 화면을 쓸어 넘기면 화면이 선택된다.  양손 조작 방식 지원은 또 다른 장점이다. 추가적인 활성화 버튼이 동시에 활성화되어 있는 경우에만 스위칭 동작들이 가능해지는데, 이는 본의 아닌 실수나 우연으로 인한 스위칭 동작을 막기 위한 것이다.

지멘스 자동화사업본부가 간단한 애플리케이션을 제어 및 모니터링할 수 있는 새로운 세대의 화면 조작반을 출시했다. 다각적인 제어 및 모니터링을 지원하도록 설계된 대각선 화면 크기 4"~12"의 새로운 Simatic HMI 베이직 패널에는 64,000 컬러의 4"~12" 고해상도 와이드스크린 디스플레이가 탑재되어 있다.