무선 통신의 새 트렌드, 식품 가공 라인에 새로운 시대를 열다

보다 나은 통합을 위한 기기와 제어의 디지털화

By David Phillips, 플랜트 운영 에디터

개인 무선 통신은 이제 일상생활 도처에 이용되고 있어, 사람들은 종종 과거 개인 무선 통신이 없었던 시절은 생각조차 나지 않는다고 말합니다. 식품 가공 제어분야에서의 정보 이동에도 이와 같은 일이 곧 벌어질 지도 모릅니다.
결론을 내리는 것이 아직은 시기상조이기는 하지만, 기기와 제어 시스템 간의 통신은 디지털 무선화로 그 첫 발을 내딛고 있고, 유량과 온도, 압력 및 특정 제품 매개변수가 디지털로 실시간 모니터링되며, 쌍방향 커뮤니케이션을 더 많이 이용하고 있습니다.  
“이러한 현상은 매우 빠른 속도로 진화되고 있습니다.”라고 Greenwood, Ind.의 Endress Hauser USA의 식음료부 매니저인 Ola Wesstrom은 말합니다. “전송을 하는 주된 방법은 오직 아날로그 4-20mA 신호뿐이었지만, 현재는 디지털이 증가하고 있는 추세입니다.”
“식품 산업이 디지털 통신에 적응하는 속도가 느렸지만 이제는 적용되고 있습니다.”라고 그는 덧붙입니다.
“일단 사용법을 알게 되면, 디지털 통신 쪽이 훨씬 쉽고 쌍방향적인 특징을 지닌다는 점을 알게 됩니다. 이제 기기 자체에 문제가 있는 경우에는 데이터 스크린을 확인하면 됩니다. 과거에는 불가능한 일이었지요.”
“다량의 정보도 이제는 디지털로 이용 가능합니다. 2개의 와이어(wire)만 있으면 됩니다.”라고 텍사스의 Austin에 위치한 에머슨 Micro Motion의 식음료 산업 매니저인 John Martin은 말합니다. “디지털 프로토콜 이전에는, 압력, 유량, 밀도, 밸브 위치를 포함한 각각의 매개 변수에 엄청난 양의 와이어가 필요했습니다.”
“디지털 프로토콜을 사용함으로써, 기기 진단루틴을 포함한 모든 정보는, 다 변수 기기에서 호스트까지, 한 쌍의 와이어만 있으면 전송 가능하며, 이로 인해 배선/전선관 비용이 현저히 감소됩니다.
대부분의 기기에 새로운 부품을 새로 장착할 때에는 기존 와이어의 세트를 새로운 최첨단 교체기기에 이용할 수 있습니다.
물론, 식품 가공에 이러한 정보가 어떻게 이용되느냐 하는 것 또한 중요한 문제이며, 이런 부분에 새로운 제어 기술이 관여한다고 Milwaukee의 Rockwell Automation에 공정 기술 컨설턴트로 근무하는 Kris Dornan은 말합니다. 그는 전통적인 공정기기 통신은 종종 디지털로 연결된 기기로부터 향상된 데이터를 활용할 수 있는 기능이 부족했다고 덧붙입니다.
“하지만 새로운 경향으로 인해 식품 가공 라인은 새로운 시대로 접어들었습니다.”라고 Dornan은 말합니다. “EtherNet/IP를 갖춘 프로세스 기기 - 표준 Ethernet의 공통 산업용 프로토콜(Common Industrial Protocol)로의 적응은 전체 공공 기반시설과 어려움 없이 용이하게 데이터를 공유할 수 있습니다.
인간과 기계의 인터페이스부터 원거리의 사무실 컴퓨터까지, 사용자들은 기존의Ethernet 네트워크를 통해 언제 어디서라도 정보에 접근할 수 있습니다.
EtherNet/IP 가능 기기를 통해, 식품 제조사들은 작업 효율과 생산성을 증대시키기 위해 필요한 정보를 실시간으로 획득할 수 있습니다.  
오늘날의 시스템은 훨씬 더 많은 기능을 제공하며 20년 전에 사용하던 시스템으로부터 놀라운 수준으로 진화하였다고 Dorman은 말합니다.
“이는 규제 관리, 필요 시 세부 조정 상수(tuning constants)가 계속적으로 변하는 예측 제어의 전체 모델, 재해 복구, 배치 컨트롤 및 고장 허용 범위의 실시간 감시를 허용하는 솔루션의 일부입니다.”
업그레이드에 필요한 비용은 상당하지만, ROI는 의미가 있을 수 있습니다.
또한, 제어 시스템 내의 확장성(scalability)으로 인해 기업은 적절한 비용에 맞는 올바른 솔루션을 제공할 수 있습니다. “오늘날 분산제어방식에 요구되는 진입 비용은 훨씬 낮습니다. 특히 완전하게 확장 가능한 PlantPAx 공정 자동화 시스템을 이용하면 더욱 그렇습니다.”라고 Dornan은 말합니다.
최근 한 세계적인 식품 가공회사가 재료와 인력, 방식 및 기기를 추적하려고 했습니다. 이에 Rockwell의 시스템을 실행하자 고정비용이 10% 감소하고, 연간 650,000달러의 재료비가 줄었으며, 원료 재고 수준이 15% 감소하는 등 여러 가지 이점을 얻을 수 있었습니다.
위생적인 설계 또한 모든 유형의 식품 플랜트 생산 공정에 사용되는 기기에서 중요한 요소가 되었다고 Endress Hauser의 Wesstrom은 말합니다. 이 회사는 폐수처리 공정을 포함하여 어느 곳에서도 활용될 수 있는 기기도 제공합니다. 
결국, 식품 제조업자들은 보다 효과적인 제어 및 기기 시스템을 찾고 있습니다.
“식음료 회사는 어느 업계에나 존재하는 유사한 회사들을 운영하며, 최고의 비용 효율로 꾸준히 고품질의 제품을 생산해야 합니다.”라고 에머슨의 Martin은 언급합니다. “이들 회사는 목표를 달성하는데 도움이 되는 신기술을 추구하며, 높은 정확성과 반복성을 갖춘 측정을 가능하게 하는 새로운 기기에 기꺼이 투자할 것입니다. 이는 제품의 최종 품질에 영향을 미칠 것이며, 제품이 소비자의 기대에 미치지 못한다면 기업의 브랜드는 손상을 입을 수 있습니다.”
또한 FDA 규제로 인해 식품 회사들은 식품을 오염으로부터 보호하려는 노력을 계속하고 있습니다.
제어 기술을 판매하는 회사들은 식품 플랜트의 작업자들이, 현재 완전한 후방 트래킹(backward tracking)과 전방 트레이싱(forward tracing) 기능, 그리고 식품 제조 라인에서 사용되는 식자재의 올바른 추적이 가능한 새로운 도구를 보유하고 있다고 말합니다.