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무선 시스템으로 가능해진 유연한 생활

Suzanne Gill이 업계의 무선 네트워크를 통해 프로젝트 실행 단계 및 플랜트의 수명 유지 기간 동안 얻을 수 있는 이점이 무엇인지에 대해 설명한다

터키의 TUpras 정유 공장은 최근, 85개의 무선 TankRadar Rex 레이더 레벨 측정기를 포함한 에머슨 프로세스 매니지먼트 탱크 측정 시스템을 구체적으로 명시하며, 무선 시스템으로 전환했다. 측정 시스템은 정유 공장의 가장 핵심적인 오일 이동 탱크의 일부에 대해 레벨을 측정한다.
이 시설은 1,100만 톤/년의 정유 능력을 지녔으며 164개의 탱크에 190만 세제곱미터의 양을 저장할 수 있다. 다수의 탱크를 측정하던 기존의 측정 시스템에는 커뮤니케이션 문제가 발생했고, 현장의 발굴 과정 중 케이블이 손상되어 올바르지 못한 측정치를 제공했다. 또한 필요 할 때, 지원 인력의 파견이 항상 가능하지는 않았다.
회사는 처음에, 이러한 고장이 많은 시스템을 다른 유선 레벨 측정기로 교체하는 것을 고려했다. 그러나 탱크가 방대한 지역에 널리 퍼져 있고, 기존의 케이블류와 접속 배선함들이 표준이 아니었으므로, 케이블류와 설치에 비용이 많이 소요되는 이 접근법 보다는 무선 기술이 더 나은 선택이었다.
“지면의 조건 상, 새로운 케이블 설치를 위한 발굴 작업의 진행이 어려웠습니다. 하지만 스마트 무선 솔루션으로 케이블류, 케이블 트렌치(trench), 전선관, 그리고 케이블 트레이에 소요되는 비용을 최소화할 수 있었습니다. 무선 시스템을 이용함으로써, 향후 더 많은 기기를 추가할 수 있는 유연성도 얻게 됩니다. 레벨과 온도 측정뿐만 아니라, 제어실에서 멀리 떨어져서 위치하는 블랭킷 탱크(blanketing tank)에서도 탱크수의 제어 및 질소압의 제어도 가능합니다.”라고 플랜트의 프로젝트 수석 엔지니어인 Ali Erener는 말한다.
이 정유 공장의 WirelessHART 현장 네트워크는 각 탱크에 대해 노드(node)를 지니게 되며, 여기에는 안테나 기기가 설치된 레벨 측정기를 포함하여, 스마트 무선 THUM 어댑터와 다극점 온도 센서가 정확한 부피 계산을 가능하게 한다.
온도 및 레벨 데이터는 무선으로 스마트 무선 게이트웨이로 전송되는데, 스마트 무선 게이트웨이는 네트워크 관리자로서의 역할을 수행하며 정유 공장의 물품 관리 소프트웨어나 제어 시스템에 인터페이스를 제공한다.
 
무선 시스템 = 유연성
“무선 기술의 가장 큰 장점은 실행 시 배치 비용이 감소될 뿐만 아니라, 플랜트의 라이프사이클 내내 유지되는 유연성을 제공해준다는 것입니다.”라고 에머슨의 유럽 지역 스마트 무선 기술의 판매 및 마케팅을 담당하는 Ann Robin은 말한다.
Robin은 이러한 세 가지의 이점에 대해 좀 더 자세히 설명한다. “무선 기술은 프로젝트의 변화가 미치는 영향을 상당히 감소시킬 수 있기 때문에, 프로젝트 실행 시점부터 유용합니다. 오늘날의 프로젝트는 촉박한 스케줄에 따라 진행되며, 이로 인해 프로젝트 실행 중 변경사항이 발생될 수 있습니다. 이러한 변화는 시간과 비용이라는 면에서 대단히 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 무선 기술을 이용하면 이러한 변화가 미치는 영향이 줄어들어, 평균 약 25%의 시간을 감소시킬 수 있습니다. 이러한 초기의 유연성은 플랜트의 라이프사이클 내내 지속됩니다. 어떤 고객은 플랜트 전체에 무선 네트워크를 실행하여, 향후 측정을 추가하는 프로젝트를 시작할 때 이와 관련된 추가 비용 발생 없이 더 많은 기기를 추가할 수 있습니다.”
또한 무선 기술은 측정의 추가를 보다 용이하게 해준다. 일부 새롭게 추정한 사실을 입증하거나 새로운 접근법의 결과의 측정을 위해 일시적으로 측정을 추가하는 경우에도 마찬가지이다. 유선 측정을 설치하는 것은 센서에 배선만 하면 되는 것이 아님을 인지해야 한다. 접속 배선함과 마샬링 패널을 고려해야 하며, 값비싼 I/O를 소진시켜 비용이 많이 소모되는 측정이 추가될 수 있다는 점도 기억해야 한다. “이러한 사실들은 유선 시스템에서 프로젝트의 범위가 변하는 경우에 장애물로 작용합니다. 원래의 설계에 추가 요건을 실행할 수 있는 여유가 있는 경우에도 그러합니다. 계획의 변경으로 인해 기존 수용력이 빠르게 소진되어 버리므로 문제가 발생하게 됩니다. 무선 프로젝트에서는 게이트웨이를 추가하면 확장이 가능하기 때문에 고민해야 할 이유가 적어집니다.”라고 Robin은 말한다.
업계에는 준수해야 할 새로운 법률적 요건이 계속 존재하며, 이러한 요건들로 인해 새로운 보고 기능을 추가해야 할 수도 있다. 적절한 시기에, 비용 효율적인 방식으로 이러한 측정을 추가할 수 있다는 점은 굉장한 이점으로 작용한다.
 
이동성이라는 이점
하니웰 프로세스 솔루션의 비즈니스 관리자인 Diederik Mols는 무선 네트워크의 가장 큰 장점이 초기 실행 시점에서의 이점뿐만 아니라, 이동성이라고 주장한다.
“이동성은 오늘날의 모든 사람들의 삶의 일부를 차지하는 핵심적인 요소입니다. 이동성 덕분에 우리는 좀 더 효율적이고 효과적이며, 더 많은 정보를 인지할 수 있게 되었습니다. 물론, 산업 분야의 필수적인 요건과 관련해서도 마찬가지입니다”라고 Mols는 말한다.
“모바일 컴퓨팅 기기(mobile computing devices)를 통해 운전자가 무선 기술을 이용하여 어떠한 정보에 대해 더 잘 인지할 수 있게 된다면, 이는 시설 운영에 지속적인 영향을 미칠 것입니다.”
예를 들어, 한 거대 정유화학 시설이 25곳의 현장에 모바일 솔루션을 고안하여 배치하였고, 이로 인해 프로세스 안전 관련 사고는 50~70% 감소되었다. 이는 문제가 되는 요인을 다수의 스크린 상에 즉각적으로 나타내고, 보다 신속하게 처리될 수 있게 하면서 표준화된 운전자 회전과 비정상적인 상황에 대한 실시간 통보 기능을 도입함으로써 가능해졌다. 
“무선 시스템의 실제적인 이점은 배선이 불필요한 트랜스미터가 아니라, 현장의 인력들이 모바일 컴퓨팅 기기를 활용할 수 있게 해 준다는 점입니다. 모바일 기기와 이를 가능하게 하는 솔루션을 함께 이용하면 더 큰 가치를 창출할 수 있습니다.”라고 Mols는 열정적으로 말한다.  표준화된 운전자 회전 및 정보로의 실시간 접근이 가능해지면서 기업은 숙련된 인력이 세계 어느 곳에 있든, 그들의 전문 지식을 활용할 수 있게 되었고, 이러한 전문가들의 정보를 플랜트의 모든 운전자들에게 제공할 수 있게 되었다.  
“또한, 예상치 못한 시설 가동 중지 시간을 줄여주어 플랜트가 최대 생산에 근접하게 운영될 수 있게 합니다.”라고 Mols는 말한다. “모바일 운영 시스템을 도입함으로써 근무 시간 중 약90%를 불필요한 일에 허비하며 제어실에 갇혀 있어야 했던 운전자들이 보다 효율적으로 업무를 처리할 수 있게 되었습니다. 모바일 기기와 함께 사용되는 무선 네트워크 덕분에 운전자가 제어실로부터 자유로워져, 보다 생산적이고 흥미로운 일을 처리할 수 있게 됩니다.” 
그러나 다수가 무선 네트워크 솔루션을 선택하는 가장 큰 이유는 초기 실행 비용 및 시간 절약 때문이다. 예를 들어, 생물약제학 기업인 Shire Plc는 새로운 플랜트를 신속히 건설하여 생물약제학 신제품에 대한 FDA의 승인을 얻었다.
“저희는 시설의 경제성을 높여 제품 생산에 필요한 시간을 되도록 적게 유지할 수 있는 방법을 찾고 있었습니다.”라고 Shire의 프로세스 제어 엔지니어인 Lloyd Vallance는 말한다. “여러 대안들을 고려해 보았지만, 무선 스테이션이 자본을 절약하고 경제성을 증대시킬 수 있는 방법이라는 결론을 내렸습니다.”
Shire는 제어 시스템의 기술적 기능 및 OneWireless Network를 위해 하니웰을 선택하여, 플랜트의 생산성과 신뢰성을 최적화하고 최대의 제조 가동률을 얻고자 했다. OneWireless는 중복성을 지닌 자가 복구 메쉬형 네트워크를 형성하기 위하여 자동으로 발견되는 산업 무선 접근지점으로 구성된 산업 수준의 네트워크이다. 무선 네트워크는 Wi-Fi 기기와 산업 I/O 기기를 동시에 지원한다.
 
장기간의 이점
처음에, Shire는 훨씬 저렴한 비용으로 대안을 선택할 수 있다는 이유로 무선 스테이션을 선택했다. 그러나 무선 스테이션은 회사가 진행 중인 플랜트 운영에 필요한 스테이션의 수를 감소시켜 줌으로써 장기적인 이점 또한 제공한다. 두 명의 운전자가 감독하는 8개의 운영 유닛을 포함하는 제조 영역에는 일반적으로, 각 기기에 설비를 갖춘 스테이션이 포함되어, 결론적으로 8개의 대형 스테이션이 존재하게 된다. Shire는 무선 기술을 사용하여 8개의 스테이션을 2개로 줄였으며, 컴퓨터와 공간 경계 건설비용, 소프트웨어 사용료, 그리고 사업용 컴퓨터를 위한 연 운영 지출을 절약할 수 있었다. 
프로젝트에서 무선 시스템을 이용하는 부분에는 23개의 무선 시스템과 하나의 OneWireless Network 메쉬가 포함되었다. 프로젝트 성공의 핵심은 진행 방향을 신속하게 변경시킬 수 있는 능력이었다. “새로운 시장의 기회에 반응하기 위하여 촉박한 스케줄에 맞춰 일을 진행해야 한다는 압박감 때문에, 저희는 자원 수집과 관련된 부분에서 하니웰에 의존했습니다. 하니웰은 성공을 위해 필요한 것이 무엇이든, 기꺼이 도움을 주었습니다. 저희의 프로젝트는 제 시간에 완료되었고, OneWireless가 굉장히 신뢰도 높은 시스템이라는 점이 증명되었습니다.”라고 Vallance는 말한다. “이 시스템은 저희의 변화하는 요구에 맞게 적용이 가능한 유연성과 확장성 또한 제공해준다.”