무선 기술을 통한 공정의 재창조
최근에 열린 Kormarine 전시회는 다양한 공급업체들의 제품 및 솔루션과 관련해 발전된 무선 기술을 관찰할 수 있는 매우 좋은 기회였습니다. 특히 무선 어플리케이션이 널리 적용되어 전시되는 일은 정말 고무적인 일이었습니다. 이뿐만 아니라, 한국에서의 WirelessHart 기기 가용성 역시 크게 향상되었습니다. 다양한 무선 기술 가운데 눈에 띄는 것은 여러 가지 통신 프로토콜입니다.
Boyes, Walt는 최근 통신 프로토콜의 다양성에 대해 ‘All Quiet on the Wireless Front(무선 기술 전선의 경쟁)’라는 조사를 진행했으며, 이는 2011년 8월호 Control에 게재되었습니다. 이 조사에서 사용자들은 어떠한 무선 네트워크를 사용하고 있는지 질문 받은 이들의 답변 결과(그림 참조)는, 사용자의 50% 이상이 무선 통신을 위해 802.11x 네트워크를 사용한다고 답했습니다.
그리고 34%는 한 개 또는 그 이상의 독자적인 무선 네트워크를 사용한다고 밝혔습니다. IEC62591-WirelessHART의 사용도 꾸준히 증가해 23%에 달했습니다. ISA100.11a 기기 및 네트워크의 사용은 이전 조사에 비해 감소하여 4.4%를 차지했습니다. 1.47%의 사용자만이 Zigbee를 쓴다고 답했습니다.
이 조사가 의미하는 중요한 메시지는 다음과 같습니다.
- Wifi-플랜트 네트워크는 고객의 필수 요소가 되었다.
- Wirelesshart는 기존의 독자적인 시스템에 대해 계 속해서 점유율을 증가시켜 나가고 있다 (4개 네트 워크가 WirelessHART 사용).
- ISA100의 사용이 감소하고 있다.
이러한 결과는 놀라운 것이 아닙니다. 공장들의 wifi 사용 증가는 작업자들의 이동성 증가를 보여주고 있습니다. 현장 계측에 대한 WirelessHART의 인기는 유선 HART와의 유사성, 그리고 일반적인 HART 기기들의 상위 호환성과 관련이 있습니다.
무선 통신이 세상을 바꿔놓은 것과 같은 동일한 유형의 개혁이 공정 플랜트에 일어나고 있습니다. 우리는 무선 기기를 사용하여 공정 성과를 근본적으로 향상 시킬 수 있으며 공정 프로세스를 새롭게 개선할수 있습니다. 사실, 공정 제어는 무선 기술 적용의 시작에 불과합니다. 무선 기술의 유익은 사업 관행 역시 바꿔 놓고 있습니다. 무선 기술이 공정 제어를 어떻게 근본적으로 바꿀 수 있는지를 이해하려면, 공정 제어와 엔지니어링이 지금까지 어떻게 진화해왔는지를 이해해야 합니다.
공정의 발전 역사를 보면, 공정 성과의 개선은 좀 더 완전한 공정 정보의 가용성에 전적으로 달려 있었습니다. 제조 공정에 대해 더 철저히 알고 있는 사람이 효율을 더 잘 개선 시키고, 가변성을 통제하며, 예상 밖의 상황을 피할 수 있었습니다. 하지만 공정에 대한 정보를 수집하는 일은 계장 비용으로 인해 큰 제약을 받아왔습니다.
가능한 측정이 늘어나더라도, 그러한 자료를 전송할 기기의 비용도 증가했으며, 엔지니어링 및 설치 실행, 중앙 제어실로 연결되는 전선들, 분산 제어 시스템 입출력(I/O) 하드웨어와 관련된 시간과 노동도 증가해야 합니다. 시간이 지나면서 송신기 및 입출력 기기의 비용도 감소했지만 엔지니어링, 설치, 배선과 관련된 작업들은 여전히 우리가 제조 공정을 이해하고, 제어하고 예상하는데 방해가 되었습니다. 배선에 드는 높은 비용으로 인해 부수적인 많은 공정 변수들을 측정할 수 없었으며, 고가의 필수적인 회전 장비에 계기를 설치할 수 없었습니다. 하지만 무선 계기 네트워크의 등장으로 공정 업체들을 괴롭히던 비용 문제가 놀랄 만큼 줄어들거나 아예 사라졌습니다. 그리고 경제적인 측면에서도 공정 성과를 향상 시킬 수 있는 더 많은 측정이 선호되기 시작했습니다. 다음은 ‘무선 기술 사용자들이 공정 성과를 향상시킬 수 있는 10가지 방법`을 요약한 것입니다.
1. 에너지 효율의 개선
2. 산출 증대
3. 가동중단 방지
4. 안전 개선
5. 방출 감소
6. 장비 보호
7. 품질 개선
8. 주기시간 감소
9. 문제해결 개선
10. 유지보수 합리화
공장에 무선 네트워크를 적용하려는 최초의 시도는, 이전에는 경제적이지 않거나 비실용적으로 여겨지던 공정 측정 지점 증가를 실현시키기 위해서였습니다. 측정이 증가할수록 공장들은 공정을 더 잘 이해하고 제어할 수 있으며, 그로 인해 효율, 산출, 그 밖의 공정 성능의 정량화 가능한 측면들이 향상됩니다. 하지만 무선 네트워크가 공정 환경에 적용되면서, 사용자들은 향상된 공정 성과가 이 기술로 인해 얻을 수 있는 유익의 시작에 불과하다는 것을 알게 됩니다.
무선 기술은 제조업체들이 공정과 사업 관행을 재설계하고, 심지어 사업을 하는 새로운 방법을 더욱 쉽게 최소의 비용과 위험만을 가지고 실험하는 것을 가능하게 합니다. 뿐만 아니라 작업자들의 생산성도 증가됩니다. 인력의 생산성 측면에서, 무선 기술은 기존에 반복적으로 수행되었던 공정들을 합리화하거나 일부는 없앨 수도 있습니다. 또한 공장 제어/정보 시스템에 대한 무선 접속을 통해 작업자들은 더 이상 책상이나 제어실에 묶여 있을 필요가 없으며, 어디에 있든 좀 더 생산적으로 일할 수 있게 됩니다.
다음은 ‘무선 기술 사용자들이 공정을 재창조할 수 있는 10가지 방법`을 요약한 것입니다.
1. 새로운 측정 및 제어 전략 테스트
2. 좀 더 유연한 공정 기기 적용
3. 로컬 및 모바일 데이터 접속 제공
4. 데이터 기록 수 작업 제거
5. 신속히 공정 문제 처리
6. 예방 차원의 유지보수 전략
7. 계장 검증 주기 연장
8. 운전자 작업량 감소
9. 시동 및 가동준비의 합리화
10. 자본재 프로젝트를 위한 무선 기술 인프라 추가
위의 목록들은 무선 기술이 가져올 수 있는 새로운 유익들의 일부분에 불과합니다. 에머슨 프로세스 매니지먼트가 무선 기술을 전 세계 정유 업체, 화학 공장, 기타 산업 시설에 성공적으로 적용해온 것은 결코 놀라운 일이 아닙니다. 에머슨의 Smart Wireless 솔루션은 전 세계적으로 6,100개의 네트워크와 5억 8천만 시간의 운영 기록을 유지하고 있으며, 업체들이 직면한 주요 문제들을 해결하면서 검증된 성과를 전달함으로써 무선 기술을 널리 보급시켜오고 있습니다.