B&R 정전? 사양합니다!

Wienstrom 회사는 에너지 공급 보장이라는 그들의 주된 업무에 더해, 개인 소비자들에게 에너지를 공급하고 도시 불빛을 제어하는 책임 또한 맡고 있다. 이러한 이유로, 가청 주파수 리플 제어 시스템(audio frequency ripple control system) 현대화를 결정할 당시 정전 방지가 우선 고려 대상이었다.

“다행히도, 오스트리아 비엔나에서는 실제 정전 사태가 거의 발생하지 않습니다.”라고 Wienstrom에서 서비스, 엔지니어링, Grid Safety 부장을 맡고 있는 엔지니어 Gerhard Hafner씨가 말한다. 그는 또 덧붙이기를, “다른 나라들과 비교할 때, 우리는 에너지 보장에 관한 한 가장 선두를 달리고 있습니다.” 실제로 비엔나에서 전체 정전은 구조적인 이유로 일어나기 힘들지만, 가로등들에 영향을 미치는 한 번의 정전만으로도 충분히 나쁜 결과를 가져올 수 있다. 엄격한 통제 하에 이런 민감한 부분을 지키기 위해서, Wienstrom의 40개 전력 변전소들에는 가청 주파수 리플 제어 시스템을 사용하여 전기 부하를 바꾸는 송신기들이 장착되어 있다. 이 가청 주파수 리플 제어 송신기들은 여러 다양한 타입의 장치들을 제어하며 총 70,000명이 넘는 수신자들을 책임지고 있다. 이것은 대도시 비엔나의 전등 시스템을 제어할 뿐만 아니라 온수 및 난방 시스템 가동을 책임지며, 지불 고객을 위해 사용된다.  비록 고압 전류 그리드의 가청 주파수 펄스를 사용하여 그리드를 제어하는 원리가 기술적인 관점에서 볼 때 한 물 간 것으로 보이더라도, 이것이 지불 고객들에게 기반 구조에 광범위한 투자를 하게 할 필요 없이 그 신호를 안전하게 전송하도록 보장해 주는 유일한 해결책이다. 이러한 접근은 일반 리플 제어 송신기 태스크를 충분히 다루고도 남는다. 결국, 전달된 하나의 제어 명령이 전환에 사용될 수 있는 144개의 서로 다른 변종을 대비하고 있는 것이다. 이 송신기들은 지난 몇 년 간 최신식 장비들을 포함하기 위해 광범위하게 현대화된 특별 프로세스 제어 시스템을 통하여 Wienstrom 본사에 연결되어 있다.

신뢰를 높이는 노하우
D.I. Hafner씨는 “1990년대 중반 시장의 자유화가 이루어지던 때, 우리는 가청 주파수 리플 제어 시스템의 현대화를 계획하면서 충분한 노하우를 지닌 파트너사를 찾는 데 많은 시간을 투자했습니다. 설계 단계에서, 처음에 우리는 수십 년간 같이 일해 온 거대 독일 자동화 공급업체들에 관심을 가졌습니다. 하지만 몇 번의 지연과 우리 아이디어를 충분히 구현하도록 하는 과정에서 늘어나는 어려움으로 인해, 우리는 OMV의 비슷한 시스템을 방문한 후 처음으로 오스트리아 제조업체인 Bernecker & Rainer (B&R)와 접촉을 시도하게 되었습니다.”라고 말한다.
여기에 제시된 극도로 민감하고 어려운 업무를 다루는데 필수적인 신뢰를 쌓으려면 보통 수년이 소요되기 때문에, 프로젝트 도중 이처럼 공급업체를 바꾸는 것에는 언제나 위험이 있다. Hafner씨는 “조금씩 단계적으로만 가청 주파수 리플 시스템을 현대화할 수 있기 때문에, 우리는 예비 상담으로부터 긍정적인 결과를 얻은 후 B&R에게 초기 프로토타입을 만들어 줄 것을 요청했습니다. B&R 엔지니어들과 Wienstrom 엔지니어들의 업무적인 협력도 인상 깊었지만, 그보다 더 중요한 것은 만족스러울 정도의 프로토타입을 놀라운 속도로 완벽하게 만들어냈다는 것입니다. 게다가, 그 시스템은 4월까지 프로젝트가 시작되지도 않았음에도 불구하고 2004년 말까지 완벽하게 전환되었습니다.”라고 말한다.

보다 안전한 시스템으로의 한 걸음 한 걸음
가장 시간이 많이 소요됐던 프로세스는 40개 변전소 내 가청 주파수 리플 제어 송신기들의 재 구현이었다. 이 작업은 Wienstrom에 의해 수년에 걸쳐 이루어졌다. 그 결과, 2003년 초에는 Wienstrom 본사의 통합 제어 장비들이 전환될 수 있었다. “시스템 가동 동안 정전을 방지하는 동시에 전환이 이루어졌기 때문에, 이 과정은 특히 더 까다로운 프로세스였습니다.”라고 Hafner씨가 전환의 가장 중요한 부분에 대해 말했다.

“이 단계에서 B&R 엔지니어들이 보여준 뛰어난 업무 협력과 높은 수준의 신뢰성은, 전체 프로젝트를 다룰 공급업체를 고르는데 우리가 필요로 했던 것들이었습니다.” 만약 정전을 완벽하게 피할 수 있다면 많은 수의 서로 다른 컨넥션들을 고려해야 하므로 전환하는 동안의 한 가지 중요 이슈는 인터페이스 문제를 해결하는 것에 연관되어 있다. 구(舊) 시스템도 가동되는 동시에, B&R에 의해 구현된 프로세스 제어 시스템(APROL)이 2004년 말 경에 시운전 모드에 들어갔다. Hafner씨에 의하면, APROL을 사용하기로 한 것은 그리 어려운 결정이 아니었다. 그는 “심지어 GUI마저 다른 제품과 비교해 볼 때 상당한 장점이 있었습니다. 우리 직원들은 그 짧은 시운전 기간 동안 어떻게 그 시스템이 작동하는 지 배울 수 있었고, 여전히 그 시스템의 효율성 및 뛰어난 인체 공학적 품질의 열렬한 지지자입니다.” 라고 말했다.

그러므로 구 시스템에의 연결을 끊고 APROL 기반의 프로세스 제어 시스템으로 전환하는 것은 빠르고 지체 없이 이행될 수 있었다. Hafner씨는 “우리의 운영 직원들은 확실히 구 시스템을 그리워하며 눈물을 흘리지는 않았습니다. 이제 우리는 최대 350 메가와트에 달하는 총 부하에의 접근을 관리하기 위한 제어실에 두 명의 기술자만 필요합니다.”라고 덧붙였다.

신뢰할 수 있고 유연한 APROL 기술
새로운 마스터 제어 시스템은 B&R이 개발한 APROL 기술로부터 나온 하나의 구현이다. 리눅스 기반인 이 프로세스 제어 시스템의 이점에는, 가장 단순한 전자 부품에서부터 복잡한 소프트웨어의 구현에 이르기까지 프로세스 자동화의 모든 영역을 다루는 완벽한 통합 솔루션으로서의 통합성뿐만 아니라, 높은 수준의 확장성 또한 포함된다. B&R은 에너지 공급 분야에서만 이 기술을 사용하지 않고, 서로 다른 프로세스들이 안정적으로 결합되어 있는 화학 공업 및 제약업 분야에서도 사용하고 있다.

Wienstrom의 가청 주파수 리플 제어 시스템에서는 본사에 있는 두 개의 redundant 컨트롤러가 128개 이상의 디지털 I/O 포인트와 10개의 Redundant 프로토콜 컨버터, 파문 제어 시스템 데이터베이스를 위한 서버 어플리케이션이 달린 Visomat 컨트롤러와 통신하기 위해 이더넷을 사용한다. 이 프로토콜 컨버터들은 중앙 변전소에서의 제어 포인트에서 모뎀으로 통신하며 전체 공급 영역에 닿음으로써, 매우 중요한 기능을 가지고 있다. 대체로, 거기에는 I/O 확장 모듈이 장착된 5개의 제어 포인트가 있다. 이것들은 그 수신 시스템으로부터 메시지를 돌려보내거나 리플 제어 신호 데이터의 프로세싱을 책임지고 있다.

Wienstrom에 구현된 APROL 솔루션의 또 하나 중요한 기능은, 데이터베이스 클라이언트(SQL에 기반한 시스템 제어)로 많은 양의 운영 정보들에 의문을 제기하여 거의 완벽한 모니터링을 가능하게 하는 옵션이다.www.wienstrom.at