새로운 세계의 안전성 및 규제 준수 증진 해법
무선화로 가능해진, 계측화의 안전성 기여 증진

에머슨 프로세스 매니지먼트

BP 탱크시설에 설치된 스마트 무선 송수신기

 기업들은 그들이 지닌 운영 자산을 이용하여 최적의 성과를 거두기 위해 언제나 분투하지만, 필수적인 최우선의 고려사항은 안전성 확보 및 규제 준수라고 할 수 있다. 하지만 현실 속의 많은 시설들은 애초의 설계나 건축 면에서 현재의 엄중한 요구 사항을 충족 하기엔 역부족이다. 또, 계속 사용해온 과거의 장비를 동시대 규칙에 부합하도록 유지하는 방법을 찾는 것 역시 어려운 과제의 연속일 수밖에 없다.
규제 준수에는 적지 않은 비용이 소요된다. 최근 맥킨지(McKinsey) 보고서에 의하면, 다수 업계에서 끊임없이 증가되는 규제에 대한 대응으로 수익의 30 ~ 50%를 소요한다고 한다. 게다가 2010년 도입 된 신규 안전성 규제로 인해, 석유 및 가스 업계의 부유식 시추선(floating rigs)을 이용한 심해 굴착 작업에는 연간 1천4백만 달러의 운영 경비가 추가될 것이라고, 미국 내무부는 추정하고 있다.

 상기 운영 요구 사안은 차치하더라도, 몇 년 전까지 자동화의 고비용이나 비현실성으로 인해, 원거리 출장 감행이나 수동 공정 측정의 위험을 감수하는 일이 어쩔 수 없는 관행이 되곤 했다. 이에 따라, 고온/저온 상태 및 여타 극단적 조건 하에서도 안정적으로 정확하게 작동되는 계측 기기의 필요성은 날로 증가하고 있다. 이에 더해, 원격 혹은 접근 곤란 측정 지점을 추가적으로 고려하면, 시설 근로자의 안전성을 끊임없이 위협하는 유지 관리 및 검량 요건의 최소화 역시 필수적이다. 또한, 공정 생산성과 효율성의 안전한 향상을 위해, 시설의 진정한 역량에 대한 예측 진단법 및 가시성의 개선은 관리자, 기술자, 운영자들에게도 필요하다. 이러한 모든 필요조건들을 현실화하는 솔루션으로, 신세대 고성능 계측 기술이 점점 더 각광받고 있다.

위험한 작업자 절차의 최소화
 계장 기술이 가장 빛을 발하는 부분은, 아마도 공정 측정 시 발생할 수 있는 작업자 부상 위험을 방지하는데 있다고 할 수 있다. 비용 효율적이고 용이하게 설치가 가능하며, 최악의 조건 하에서도 안정적이고 정확한 성과를 내는 계측 시스템은, 위험하거나 접근이 곤란한 지점에서 작업해야 하는 상황을 최소화하는데 도움을 준다. 고성능 전용기기를 통한 경계 강화 및 일관성 향상에 힘입어, 작업 현장의 전체 안전성, 공정 제어, 예측 가능성은 수동 측정에 비해 월등히 증가될 수 있다.
미국 캘리포니아 Perris에 위치한 AOC 합성수지 제조 공장의 경우, Rosemount의 무선 온도 센서를 이용해, 안전 위험성 및 제공 시간 지연의 원인이 되는 비효율적 작업 시간인 방문 점검을 없앨 수 있었다. 새로운 스마트 무선 네트워크에 힘입어, AOC 사는 안전한 제어실 내에서 중간 제품에 미세 첨가물을 최적 온도로 적절히 배합하여, 고객 주문 사항에 정확히 맞춘 품질을 달성할 수 있었다.

 AOC 소속 제품 엔지니어 Tou Moua는 “수동 샘플링을 온라인 측정으로 대체함으로써, 작동 주기 시간은 10%까지 경감되었습니다. 더불어, 시설 안전도는 향상되었으며, 작업자에겐 다른 중요 영역에 보다 중점을 둘 수 있는 여분의 시간이 주어졌습니다”라고 설명한다.
펜실베니아 Mill Hall 소재 화학적 중간 제조사 Croda, Inc. 에서는, 유선 접근법을 사용하던 기존 어플리케이션의 불안전성과 비실용성의 해소를 위해, Rosemount 무선 온도 센서를 채택하여 기동차에서 발열 반응을 조기 감지할 수 있도록 했다. 기동차의 작동 방향을 따라 연속적인 온도 모니터링이 가능해져, 관리자는 온도 상승의 시작을 즉각 탐지하고, 위험한 상황이 진전되기 이전에 예방 조치를 취할 수 있게 된 것이다.

 “에머슨의 스마트 무선 솔루션 덕분에, 시간과 경비의 절감은 물론, 일상적으로 이뤄지던 기동차의 점검이 불필요해져 시설 및 인력의 전체 안전도 역시 대단히 강화되었습니다. 전송 품질은 기동차의 위치에 전혀 영향을 받지 않으며, 전송 신호는 당사의 제어 시스템으로 매끄럽게 통합되고 있습니다”라고 Croda 사 I&E 설계 담당자 Danny Fetters가 평한다.
일반적으로 무선 계기는 유선 계기와 비교해 적은 비용과 수고로 설치가 가능하다. 하지만, 설치의 용이성 및 안전성 면에서 궁극적 해법은 새로운 Rosemount 0085 Pipe Clamp Sensor(파이프 고정 장치 센서)와 Rosemount 648 Wireless Transmitter(무선 송수신기)에서 찾을 수 있을 것이며, 이들은 공정 중단 없이 정확한 필요 지점에서 온도 측정을 가용케 하는 간편하고 신속한 솔루션을 제공한다. 센서의 스프링 부분은/니켈 팁의 끝단은, 파이프 표면 접촉을 보장하고, 측정 정확성 및 신속한 반응 시간을 부여하도록 설계되었다.

 무선 안전성에 추가될 수 있는 또 다른 장점은 안정적인 신규 측정 지점의 용이성이라고 할 수 있다. 기존에 사용하던 중요하지만 접근하기가 어려웠던 계기에 에머슨의 스마트 무선 THUM 어댑터의 설치를 통해, 접근이 용이해짐은 물론, 현재 4~20mA의 프로세스 변수 신호 범위로 통신이 국한된 다수의 HART 방식 장비에 마침내 발전된 진단법과 다변수 처리 능력을 제공할 수 있게 될 것이다. 부진한 진단법과 부차적인 프로세스 변수 문제를 해결한다면, 계기 자체 상태에 대한 통찰력은 물론 작동, 유지 관리, 시스템 신뢰도와 같은 중요 자산 상태 정보를 공급할 수 있게 되고, 보다 안전하고 안정적이며 효율적인 운영을 할 수 있다.

계측을 통한 안전 시설물 보호
 전통적이었던 영역 외에도, 무선 계측의 가치가 입증되는 핵심 분야는 응급 안전 샤워기 및 방압 밸브를 포함한 안전 시설물에서 찾아볼 수 있다.
일례로 미국 아칸소 주 El Dorado에 위치한 Lion Oil 사 시설의 경우, 원격 응급 안전 샤워기에 Rosemount 702 Wireless Discrete Transmitters(무선 이산 송수신기)와 TopWorx GO Switches & Brackets(작동 스위치 및 고정대)를 장착하여, 관리자가 안전 샤워기 작동을 감지할 수 있도록 했다. 이는 안전 관련 상황 발생 시, 응급 처리 인력에게 즉시 알리고 디지털 기록을 작성하는 기능을 한다. Lion Oil 사의 계기/제어 엔지니어 Wilson Borosvskis는, 안전 샤워기에 별도의 스위치를 설치한다면 각 유선 장착 별로 일만 달러의 비용이 소요되었을 것이라고 언급했다.

 아이다호 주 소재 제지 공장에서는, 화학물을 다루는 운전자들이 관리자와의 직접 통신 채널이 없다는 점을 이유로 삼아, 응급 안구 세척 장치에 무선화 계기를 설치했다. 공장 내에서 다수의 무전기를 사용하고는 있지만, 도급 인력은 이를 전혀 갖추지 못하였고, 직원의 일부만이 무전기를 휴대하고 있었다. 이에 따라, 기존 유선 네트워크 대신해 무선 네트워크를 설치함으로써, 60%의 설치비용 절감은 물론 안전 문제 발생 시 즉각적인 인지가 가능해졌다.
계측화가 적용된 또 다른 분야로, 방압 밸브(PRV: pressure relief valve) 작동을 탐지하여 자동적으로 경고를 알리도록 하는 Rosemount 708 Wireless Acoustic Transmitter(무선 청각 탐지 송수신기)를 들 수 있겠다. PRV는 그 자체로 고압으로 인한 재난을 방지하는 안전 설비라 할 수 있지만, PRV 방출은 종종 유해 물질 방출(잠재적 벌금 부과)을 수반하며, 많은 경우 근본 원인 문제를 발견하기 위한 심화 조사를 필요로 한다.

BP 탱크 시설에 설치된 스마트 무선 송수신기 

      Rosemount 1075 high temperature sensor     Rosemount 702 Wireless Discrete Transmitter

모니터링 자동화 및 규제 준수 보장
 넓은 의미에서, 시설 안전은 시설 종사 인력은 물론이고, 주변 인구 및 환경까지 포함하고 있다. 또한, 현재의 안전 및 환경 규제를 준수하고, 규제 기관의 요구에 응할 수 있는 역량이 있다는 점을 증명하는 것 또한 중요한 사안이다.
규제 준수를 실증하기 위해서는 종종 정밀한 기록 관리가 수반되며, 이는 매우 탄탄한 조직에서도 어려운 도전 과제이다. Rosemount 계측기기는 이러한 과업에도 조력할 수 있도록 설계되었다. 각 제품에 구축된 날짜 인자기 및 감시 추적 장치는, 측정 작업 시점과 여타 규제 관련 업무의 수행 일시를 표시하고, 이 정보가 온라인 데이터베이스에 수집/저장되어, 감사 요청 시 손쉽게 찾아볼 수 있도록 한다. 한 발 더 나아가, 숙련된 에머슨의 인력들은 구형 계측 기기가 안전하고 규제에 적합하게 작동되는지 평가하는데 도움을 준다. 여기에는, 철저한 설치 감사, 고-위험 부분 확인, 기기 설치 정확도 보장, 관련 장비의 명확한 작업 수행에 필요한 수정 사안 등이 포함된다.
끊임없이 변화하는 규제에 적응하느라 어려움을 겪는 기존 시설들에게, 무선 계기들은 특별히 비용 효과적인 해법을 제공하고 있으며, 이는 안전 수단과, 환경 영향 감시 및 예방이 내재된 솔루션이라 할 수 있다.
때때로 예측이 불가한 환경 속에서 무선화의 효율이 빠르게 입증되고 있는 요즈음, 탱크 시설(tank farm)은 많은 상황에서 무선화의 수혜를 받고 있다. 스웨덴 Kalmar의 FH Tank Storage의 경우, Rosemount 3051S 무선 차압 센서로 석유 터미널의 상대적으로 작은 용제/화학물 탱크 중 14개에 있어 액위 측정을 자동화하고, 다수의 경우 지붕 부유식인 비교적 대형 탱크에는 스마트 무선 THUM 어댑터가 장착된 Rosemount 5402 비접촉식 레이더 장비를 설치했다. “새로운 시스템은 탱크 액위 모니터링을 향상시켰을 뿐 아니라, 과잉 유출 방지 솔루션으로도 그 가치가 충분히 증명되고 있습니다. 스마트 무선 네트워크는 비교적 설치가 간편하고, 네트워크와 송수신기 모두 매우 신뢰도가 높습니다”라고 현장 책임자인 Lars Ferm은 설명한다. 미국의 또 다른 정제 시설 현장에서는, 탱크 시설의 주요 계측 기기에 IPL(독립적 보호 층: independent protection layer)을 추가하기 위해, 무선 액위 검출 스위치의 시험 사용 중에 있다.

안전성 이상의 성과 도출
 상기는, 특정한 규제 준수 상항을 염두 하여 무선화 경로를 시작한 기업들의 몇몇 사례에 불과하다. 실제로 세계 전역의 장치 공정 업계 시설 중 다수는, 안전도 향상이나 환경 관련 규제 준수를 위해, 무선 계기 네트워크 구현을 시작하고 이미 그 정당성을 부여했다.
하지만 최초의 무선 네트워크가 일단 설치된 이후에는, 새로운 측정 지점의 추가가 손쉽고 상대적으로 저렴하다는 것이 드러났다. 이를 깨달은 기업들은 무선화의 도입을 점점 더 확대시켰고, 생산 처리, 에너지 효율성, 자산 활용 비율과 같은 다른 시설 성과 향상까지 증진시킬 수 있게 되었다. 운영 관리 안전도와 규제 준수에 자신감을 얻은 기업들은, 자사 산하의 모든 시설이 잠재성을 완전히 발현할 수 있도록 점점 더 매진하고 있다.