영국 Tata Steel의 Port Talbot 시설, 에머슨의 에너지 관리 기술과 서비스 이용해 증기 보일러의 제어 업그레이드
이어서 고객사 케이스 스터디로서 Tata Steel의 업그레이드 프로젝트 관리자인 Andrew Rees씨가 ‘발전 및 유틸리티 지역에서의 연료 절감 및 배출저감`이라는 주제로 발표에 나섰다.

영국 웨일즈에 있는 Tata Steel의 Port Talbot 시설은 에머슨으로부터 제공받는 에너지 관리 기술과 서비스를 이용해 이 시설의 가장 큰 증기 보일러의 제어를 업그레이드 했다. 새로운 제어는 Tata 사가 에너지 효율을 높이고 폐 연료 사용을 최대화해서, 배기가스뿐만 아니라 구매 연료에의 의존을 감소시킬 수 있도록 한다.

Port Talbot 시설은 연간 450만 톤 이상의 자동차, 건설 및 가전제품 시장용 고품질의 박강판을 생산하는 영국 최대의 통합 제강 공장이다. 이 시설은 두 개의 용광로와 순 산소 전로(basic oxygen furnace), 그리고 이뿐만 아니라 연속 주조기들 및 스트립 압연기를 보유하고 있다. 지금까지 에머슨은 이 현장의 7개 증기 보일러들 중 3개에 대한 제어를 업그레이드 한 것으로 알려졌다. Andrew Rees씨는 이들 보일러 업그레이드에 의해 Tata Steel에서는 생산 공정의 부산물인 송풍로 가스, BOS 가스와 코크스로 가스 등의 ‘자체적’ 폐 연료를 보다 효과적으로 사용할 수 있게 되었으며, 향상된 제어는 발전소 에너지 소모를 3~5% 감소시키고 Tata Steel의 에너지 자급에 대한 비전을 달성하도록 지원하는 포괄적인 에너지관리 프로젝트의 일부라고 설명했다.

이에 대해 Chip Rennie 이사는 폐 연료를 사용하는 것은 비용과 배기가스를 감소시키기 위한 매력적인 방법이지만, 이는 또한 폐 연료의 가변적인 에너지 내용물 때문에 도전적인 일이기도 하다고 말하고, 에머슨의 기술은 이러한 가변성의 영향을 상당히 감소시켜 사용자들이 지속적으로 증기 수요를 충족시키면서, 저비용 연료 사용을 최대화 할 수 있도록 지원한다고 설명했다.

Port Talbot 시설에서 에머슨은 발전소 운용을 개선시키는 것뿐만 아니라 통합된 연소 제어, 버너 관리 및 에너지 관리 솔루션을 제공할 기회를 확인하는 연구를 수행했다. 이 솔루션에는 에머슨의 SmartProcess 에너지 및 SmartProcess 보일러 최적화 기술, 모델 예측 제어를 포함하는 DeltaV 디지털 자동화 시스템, DeltaV SIS 공정 안전 시스템, Rosemount 및 Micro Motion 측정 계기, Fisher 제어 밸브, 그리고 Bettis 및 Hytork 밸브 액추에이터가 포함됐다. 에머슨은 또한 운용에 영향을 미치지 않고 운용자들이 새로운 제어에 대한 경험을 얻을 수 있도록 발전소에 설치된 시뮬레이터를 이용해 Tata의 운용자들을 교육했다.

‘Steam Trap Leak Deak Detection`을 주제로 다시 발표에 나선 Chip Rennie 이사는 평균적인 프로세스 플랜트에서 100~500개의 스팀 트랩이 설치가 되는데, 이 스팀 트랩에 누수가 있거나 고장이 나면 막대한 에너지의 손실을 가져온다고 말했다. Rennie 이사는 에머슨이 새롭게 출시한 Rosemount 708 무선 어쿠스틱 트랜스미터는 타의 추종을 불허하는 에머슨의 산업 에너지 전문 지식과 앞선 기술을 결합시키는 ‘Smart Energy Initiative`의 일부로서, 고객들이 에너지 비용을 낮추고 배기가스를 줄일 수 있도록 해준다고 말했다.

Rosemount 708 무선 어쿠스틱 트랜스미터는 온도 측정을 증기 트랩과 감압밸브의 상태에 뛰어난 가시성을 제공하는 어쿠스틱 ‘청취`와 결합시킴으로써, 공정설비들이 그들의 에너지 비용과 환경 영향을 상당히 감소시킬 수 있도록 한다. 증기 생성은 공정설비에 있어 상당한 운용비용을 부담시키며, 보일러에서 나오는 증기의 약 20%가 대체로 결함 있는 증기 트랩을 통해 손실된다. Rosemount 708 무선 어쿠스틱 트랜스미터는 수동 점검 노력 없이 증기 트랩에 대한 정확한 측정과 지속적인 가시성을 제공해, 증기 트랩 고장의 극적인 감소와 매년 10~20%의 연료비용 감소를 가능하게 한다는 것이 Chip Rennie 이사의 설명.

15명으로 구성된 대체에너지 전담 전문가 팀 조직
한편, 에머슨의 Smart Energy Initiative는 에너지 비용을 낮추고  배출을 저감하며, 설비의 신뢰성을 향상시킨다는 것이 핵심. 이날 에머슨은 대체 에너지에 초점을 맞춰 15명으로 구성된 대체에너지 전담 전문가 팀을 조직했다고 발표했다. 이 팀은 일차적으로 세 개의 영역에 집중하게 되는데, 첫 번째는 바이오매스의 화학약품 또는 발전형 바이오 연료로의 변환이다. 두 번째는 에너지 간의 상호변환으로 석탄에서 화학물질, 가스, 액체로의 상호 변환을 포괄하며, 세 번째 영역은 풍력, 태양열, 바이오매스와 지열을 포함한 재생에너지에 대한 연구다.

에머슨은 발전형 바이오 연료 개발업체의 프로젝트 위험감소를 지원하기 위한 방법을 모색하는 경우이건 또는 기화기 주행길이를 연장하기 위한 상호변환 운영자와의 협력이건 간에, 에머슨의 대체연료 팀은 고객이 목표를 달성할 수 있도록 가치 있는 산업통찰을 제공할 수 있다고 강조했다.

2012년에 출시될 DeltaV v12, KPI와 Document AccessㆍHistorical InformationㆍReal Time 등의

정보가 통합된 유저 대시보드 제공
에머슨은 ‘DeltV Platform 세션`을 통해 HCD 및 CHARM과 관련된 자사의 기술전개 방향을 발표했는데, 이 세션에는 빈자리가 없을 정도로 많은 인원이 참석, 세션장의 열기를 달군 것이 특색. 이 세션을 통해 에머슨은 HCD(Human-Centered Design 인간 중심 디자인)는 자동화 기술을 더 쉽게 사용하고, 더 쉽게  실행 및 관리할 수 있도록 복잡성을 줄여줌으로써 프로세스 업계에 변화를 가져왔다고 말하고, 지난  Emerson Exchange 2010에서 소개한 I/O on Demand는 유선이든 버스형이든, 무선 타입이든 현장계기에 대한 유저의 접근방식에 상관없이 고객에게 최상의 솔루션을 제공해 준다고 강조했다.

781 Smart Wireless Remote Link에 연결되는 이중화 DeltaV Wireless I/O Card(WIOC)는 커뮤니케이션 및 파워의 이중화를 통해 컨트롤에 사용될 만큼 충분히 신뢰할 수 있는 크리티컬 무선통신의 완전한 이중화 솔루션을 제공하며, 현재 유저 층이 폭 넓게 확대되고 있다고 설명했다. 또 모든 프로젝트에는 비용과 일정에 상당한 영향을 끼치는 늦은 변경이 존재하는데, 전자 마샬링은 유저가 프로젝트를 빠르게 실행하도록 함으로써, 최후 순간 불가피한 변경이 필요할 때 적절하게 수용하고 생산 가동까지의 준비시간을 줄여준다고 말하고, 벤치탑에서 파일럿 플랜트, 본격 생산 플랜트에 이르기까지 100개의 I/O에서 100만개 이상의 I/O까지 고객의 시스템이 요구에 맞게 설계될 수 있다는 이점에 대한 인식이 고객 사이에 확산이 되고 있다고 피력했다.

에머슨은 CHARM I/O의 옵션을 확장한 새로운 CHARM을 선보였는데, 이 제품은 24V DC Non-incentive, 120 VAC DI, 230 VAC DI, 20-250 VAC DO, 24 VDC Isolated Output, 0-10 Volt Isolated Input 등을 사양으로 한다. 이외에도 CHARM I/O 옵션을 릴레이 아웃풋을 내장한 터미널 블록으로 확장했으며, 마이그레이션을 위한 전자 마샬링으로서 수평 마운트 CHARM I/O CARD(CIOC)를 선보였다.

이와 함께 IS CHARM과 IS 터미널 블록이 소개됐으며, DeltaV의 Virtualization 통합에 대해 소개가 됐다. EWS와 OWS가 하나의 서버에서 구동이 됨으로써 워크스테이션이 줄어들고 에너지 및 비용이 절감된다는 것이 이 Virtualiztion의 이점. 또 가상 OS에 제품을 설치해서 시스템을 구축할 경우, 새롭게 출시되는 향상된 성능의 어떠한 플랫폼과 새로운 OS 환경에서도 기존 시스템을 계속 사용할 수 있으며, 유지보수를 원활하게 할 수 있게 된다. 이 세션에서는 또 Provox의 마이그레이션을 위한 CHARM과 DeltaV S 시리즈 컨트롤러가 소개됐다. Provox를 위한 DeltaV S시리즈 컨트롤러는 내년 1분기에 출시될 방침.

또 Backup and Recovery Management Server Console Dashboard가 내년 1분기에 출시될 계획이다. 한편 전자 마샬링 기술을 자사의 DeltaV SIS에 접목시킨 SIS용 CHARM은  TUV 인증을 거쳐 내후년 경 소개될 예정. 이 SIS 용 CHARM은 CSLS 당 96 Safety 채널이 지원되며, Local Safety Network(LSN) 당 1536 Safety I/O가 지원된다. 모든 CSLS는 LSN상의 어떠한 채널도 읽을 수 있으며, 온도 및 RTD, 3A 릴레이, 120/240 VAC 등의 새로운 타입의 I/O가 제공된다. 특히 전자 마샬링 기술이 접목된 대형 DeltaV Safety System은 시스템 당 30K I/O까지 지원될 계획.

에머슨은 또한 DeltaV에 방화벽 배치를 보다 쉽고 안전할 수 있게 디자인된 Emerson Smart Firewall을 소개하는 한편, DeltaV는 워크스테이션 강화로 미 사용 운영체계 서비스들과 USB 포트들을 비활성화 시키기 때문에 바이러스 및 악성코드의 유입을 방지한다고 강조했다.

또 2012년에 출시될 DeltaV v12에서는 KPI와 Document Access, Historical Information, Real Time 등의 정보가 통합된 유저 대시보드가 제공되는 한편, 배치분석의 제공을 통해 온라인 결정을 지원함으로써, 품질과 컨트롤 사이의 간극을 메울 수 있도록 지원할 예정이며, 구성과 오퍼레이팅 환경 양쪽에서의 레시피 파라미터를 쉽게 식별할 수 있도록 Recipe Parameter Description을 제공할 방침.

또 2013년에 출시될 DeltaV v13에서는 손쉬운 이더넷 통합이 지원될 예정으로, 초당 3000 데이터까지 리얼타임으로 데이터가 전송되는 Ethernet IO Card(EIOC)가 출시될 예정이다. 또 DeltaV 13/14 버전에서는 공정생산업체들의 경보관리 수명주기를 지원하기 위해 No Value Add 알람을 제거하고 Feedback을 제공하는, 향상된 새로운 경보 관리 프로그램을 ISA-18.2 표준을 준수하도록 지원할 계획. 

IS CHARM은 2012년 1분기에, DeltaV v12는 2012년 4분기에, DeltaV v13은 2014년에 각각 출시될 예정이다.

원하는 I/O를 원하는 곳에, 원하는 때에 제공하는 `I/O on Demand`의 이점 강조
에머슨은 행사 둘째 날, 프레스를 대상으로 기술 업데이트 브리핑을 진행했다. 자사의 HCD 및 전자 마샬링과 Smart Wireless 기술에 대한 지속적인 확장에 주력하고 있는 것이 최근 에머슨의 기술적인 행보. 기술 업데이트 브리핑에서는 CHARM 및 Smart Wireless, 이 두 가지 영역에서의 기술 혁신을 중심으로 발표가 진행됐는데, 우선 CHARM 부분에서는 별도의 Input/Output(I/O) 카드가 필요 없고 필드에서 유연한 I/O 정의를 수행할 수 있는 CHARM이 제공하는 유연성이 강조됐으며, Smart Wireless 부분에서는 적은 비용으로 모니터링 및 컨트롤 포인트를 시간과 장소에 제한 받지 않고 플랜트 전역에 추가적으로 설정할 수 있다는 점과 무선이 적용될 수 있는 어플리케이션의 무한한 잠재성이 강조됐다.

기술 업데이트 행사의 진행을 맡은 Peter Zornio 최고 전략 책임자는 원하는 I/O를 원하는 곳에, 원하는 때에 제공하는 I/O on Demand의 이점과 현장계기에 대해 기존의 유선(Wired), 버스형(Bussed), 무선(Wireles)과 같은 I/O 타입에 상관없이 I/O 포인트를 추가해 사용할 수 있는, 사용 편의성을 크게 향상 시킨 자사의 I/O on Demand 접근방식의 이점을 피력했다.

Peter Zornio는 최초의 디지털 제어 시스템이 적용된 이래 I/O는 프로세스 자동화 시스템 아키텍처에 필수적인 부분이었으며, I/O 엔지니어링은 언제나 복잡했고, 결과적으로 그것은 융통성 및 유연성의 부족으로 이어졌다고 말했다. 그는 랙에 내장되는 I/O 카드는 일정 수량의 유사 Input 또는 Output 채널을 처리하기 위해 공유회로를 사용하며, 관련된 컨트롤러와 마샬링 케이블 케비닛, 정션박스와 와이어 배선의 설계를 추가하고, 프로젝트 수행 말기 설계변경으로 납품 스케줄에 영향이 생겨 상당한 비용 초과 비용이 발생했다고 말했다.

그러나 전자 마샬링은 배선의 위치에 관계없이 어떤 입력값이라도 모든 DeltaV 컨트롤러가 읽을 수 있기 때문에 설계를 보다 용이하고 간단하게 하며, 제어 시스템 내의 현장 배선의 마샬링에 관련된 복잡성을 제거하며, 전기 기술자들은 이전과 같은 방법으로 단자 스트립 내의 모든 현장배선을 연결할 수 있지만, 마샬링 패널에서 I/O 카드 사이의 교차 배선이 더 이상 필요 없게 됨으로써 시스템 캐비닛 설계 및 설치와 유지보수를 대폭 단순화한다고 설명했다. 이와 함께 시스템 아키텍처에 영향을 미치지 않고 언제든지 새로운 현장배선을 캐비닛에 추가할 수 있기 때문에 늦은 변경이 프로젝트의 비용과 일정에 영향을 미치지 않는다고 덧붙였다.

한편, 에머슨은 『Emerson Global Users Exchange 2011』을 통해 2012년 및 2013년에 각각 출시될 IS CHARM과 SIS용 CHARM을 미리 선보였다. DeltaV 전자 마샬링 기능은 전례 없는 유연성과 사용 편의성으로 새로운 수준의 제어시스템 입출력 성능을 제공하는데, IS CHARM의 추가는 전자 마샬링에서 기대되는 시스템 설계, 설치비용과 유지보수 용이성에 관련된 상당한 절약을 가능하게 하며, Zone 1, Zone 0 또는 Class 1 Div1을 포함한 위험구역으로의 현장배선을 위한 본질 안전형 회로가 추가된다.

전통적으로 위험구역 내의 입출력은 방폭 설치 또는 Isolation Barrier를 필요로 한다. 그러나 이들 접근법은 고 비용이며, 추가적인 Barrier와 터미네이션 캐비닛을 위한 공간을 필요로 할 뿐만 아니라, 안전요구사항들이 계속 준수됨을 확인하기 위해 지속적인 유지보수를 필요로 한다. 이에 반해, IS CHARM은 감소된 치수를 제공하며 별도의 Isolation Barrier와 이에 따르는 수납함 간 배선에 대한 요구를 필요로 하지 않는다는 것이 특징. 보다 작은 치수와 연결의 감소는 설치의 신뢰성을 개선하며, 상당한 비용절감을 실현한다.

또 DeltaV CHARM I/O Card(CIOC)는 기존 및 IS CHARM 양자를 지원하여, 제어시스템 입출력 형상에 있어 전례 없는 유연성을 제공한다. 입출력은 표준 이더넷 인프라 하드웨어를 이용하여 필요한 임의의 위치에 추가할 수 있다. 각각의 입출력 채널은 본질 안전형 어플리케이션들을 위해 신호특성분석과 전기적 절연 양자를 제공하는 전용의 CHARM을 포함하고 있다. CHARM 내에 IS Barrier들이 통합되어 단일채널 고장절연과 함께 전기적 절연과, IEC Ex ia 정격에 따르는 에너지 제한회로를 제공한다. IS CHARM 신호형식에는 IS AI 4-20 mA HART, IS AO 4-20 mA HART, IS DI Namur 그리고 IS DO 24 VDC가 포함된다.

기술 업데이트 브리핑의 진행을 담당한 에머슨의 최고전략책임자(CSO)인 Peter Zornio는 전자 마샬링은 공정생산업체들이 프로젝트 일정을 단축시키며, 프로젝트 후기 변경사항들을 수용하고, 장비와 수납함을 제거하며, 그리고 입출력과 변환설계공정을 대폭 단순화할 수 있도록 한다고 말하고, IS CHARM의 추가를 통해 에머슨에서는 유연성과 신뢰성이 가장 필요한 가장 도전적인 공정 환경에 대해 이러한 유연성과 절약을 실현한다고 강조했다.

에머슨의 연례 컨퍼런스 -엄청난 규모와 기술력에 압도 3부에서 계속됩니다.