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제어 플랫폼 개방과 산업용 이더넷을 통한 지속적인 원유 생산

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Austral Pacific Energy사는 뉴질랜드 그린필드 생산기지에서 첫 원유생산에 박차를 가하기 위해 로크웰 오토메이션의 최첨단 제어시스템을 채택했다. 개방화된 ControlLogix PAC과 산업용 이더넷을 통해 최신의 완벽한 제어 시스템을 구성할 수 있었다.
뉴질랜드 서부의 기복이 심한 언덕 1마일 밑에는 단단한 밀랍 형태의 오일이 대량 매장되어 있다. 일반적인 땅에서 분출되는 검은 액체 형태의 오일과는 달리, 이곳에서처럼 응결된 오일은 고온의 온수로 열을 가하여 부드럽게 해야만 추출할 수 있다.
Austral Pacific Energy사는 Cheal 유전이라고 하는 이지역 유전을 소유하고 있어, [첫 원유 생산]을 신속히 추진하기 위해서 생산 기지를 세우려 했다. 이를 위해서는 엄격한 규정 요건을 충족시켜 줄 데이터 확보가 필요하고, 원유 온도에서 장비 성능에 이르기까지 모든 것을 제어하고 모니터링 할 수 있는 자동화된 시스템이 필요했다.
가열 공정
생산 기지 설계와 건설을 위해 계약한 Independent Technology(ITL)의 장비, 전자 엔지니어인 Alan Hooker씨는 Cheal 유전 지역의 복잡한 생산, 정보 측면의 특성으로 인해 기계 가동 시간을 최대화할 수 있는 신뢰할 만한 시스템이 필요하다고 한다. “이곳 작업 현장은 작업 중단 시간을 열이 식기 시작하기 전인 약 5시간 이내로해야만 한다.”라고 설명한다. 만약 열이 식게 되어 원하는 온도까지 온도를 높이려 열을 가열하기 위해서는 2주일이라는 시간이 소요된다.
열을 가함으로써, 복잡한 오일 시추 작업과 생산 공정이 Cheal 지역에서 시작된다. 정격 350 KW 모터가 장착된 2대의 원심 펌프가 지표면 아래 1마일에 115C의 온수를 투입하여 오일을 부드럽게 만든다. 오일이 다시 응고되는 것을 방지하기 위해 지속적으로 열을 가한다. 유체는 현장에 있는 4개의 유정으로 배출된 다음, 물질 고유의 밀도에 따라 오일, 물, 천연 가스로 분리되어 – 가스는 공기 중에 뜨고 오일은 물 위에 뜨는 것과 같이 – 각각 분리된 드럼으로 흘러 들어간다.
분리된 물은 펌프에 의해 우물로 보내지고, 분리된 가스는 이후의 공정을 위해 수송관을 통해 다른 생산 기지로 보내진다. 이 오일은 호주로 수출되어 정제 작업을 거친 다음 전 세계에 있는 공급망을 통해 유통된다.
다양한 전문 기술
Austral Pacific은 광범위하고 유연한 운용성과 지리적으로 멀리 떨어져 있는 여러 작업 현장들을 전체적으로 관리하기 위해 작업 상황을 종합적으로 살펴보고 확인할 수 있고, 분산제어 시스템(DCS)을 갖춘 제어 시스템을 설치하고자 했다. Cheal 지역의 System Integrator로서 Engineering Control Limited (ECL)의 이사인 Guy Heaysman씨는 기존의 DCS 시스템은 다른 장비와 시스템을 통합하기에는 복잡하고 유연하지 못하다고 말한다. 그러나, 모니터링과 정보 추적은 Austral Pacific 의 공정 작업 중 핵심적인 부분이다. 생산 기지는 온실가스 배출량, 사용한 물의 양 그리고 기타 구성요소에 대한 상세한 데이터를 요구하는 환경 규정을 반드시 준수해야 한다. 또한 유량, 압력, 온도 및 작동 시 내부 진동 등은 반드시 지속적으로 감시하고 측정해야 한다.
또한, 생산에서 수입에 이르기까지 실제적 재산에 대한 내용을 모두 장부에 기록하고 보관해야 한다. 여러 옵션을 평가한 후, Cheal 유전 지역 사업 전체를 통합하는 시스템으로 로크웰 오토메이션 통합 아키텍처에 기반한 제어 시스템이 선정되었다. 이 솔루션에는 전체 생산 공정에 대한 정보를 제어하고 수집하는 소프트웨어인 Allen-Bradley ControlLogix L62 Programmable Automation Controllers (PACs)와 FactoryTalk가 포함되어 있다.
ControlLogix PAC는 기존의 DCS 시스템의 성능을 제공할 뿐만 아니라 단일 플랫폼을 사용하는 공정 및 안전 I/O 시점 그리고 수많은 이산적인 시점을 관리할 수 있다. 기존의 DCS시스템은 Cheal 유전 지역에서 최소로 필요로 하는 공정만을 처리할 수 있었다.
ITL의 Hooker씨는 이와 관련하여 다음과 같이 말한다.
“ControlLogix 컨트롤러를 사용하면 소유 비용이 절약되고, 유연성이 향상되며 기존의 DCS 시스템에 비해 확장성도 증가된다. 컨트롤러, 소프트웨어 그리고 기타 자동화 장비의 개방형 구조 역시 Cheal 유전 지역에서 다른업체들의 제품인 현장 계기,장비들도 통합할 수 있는 유연성을 제공한다.”
Heaysman씨는 엔지니어링 기지에서 RSLogix 5000 구성 툴을 사용함으로써, ECL이 내장형 공정 제어 명령 라이브러리를 향상시켰다고 하며 다음과 같이 덧붙인다.
“소프트웨어의 정교하게 설계된 프로그래밍 코드는 사용자가 손쉽게 문제점을 진단하여 이후의 대처를 쉽게 할 수 있도록 해준다. 시스템은 태그 기반의 메모리를 사용하는데, 이는 모든 실제 어드레스가 기업 내 모든 직원들이 이해할 수 있는 ‘Well 3 sensor’와 같이 실제로 사용하는 용어임을 의미한다.”
시각화의 다용도성
FactoryTalk의 통합 생산 능력과 성능은 Cheal 지역에서 정보 처리 기능 업무를 다루는 핵심 현장에 적합하다. 이 소프트웨어는 성능, 가시성, 관리 기능을 제공하여 운전자가 Cheal 생산 기지에서 쉽게 작업할 수 있도록 해준다.
제어 시스템과 장치를 모니터링하고 추적하는데 사용되는 Cheal 지역의 산업용 컴퓨터는 FactoryTalk View Site Edition (SE) 소프트웨어를 탑재하여, Cheal 유전 지역 전체를 볼 수 있다. 최고 관리자 수준의 모니터링과 제어 애플리케이션을 위해 설계된 이 소프트웨어의 확장 가능성 구조는 분산-서버/다중-사용자 애플리케이션을 지원한다. 또한, 무선 호출기를 지참한 현장 운전자들이 원거리에 있는 제어 시스템, 장비 및 계기에 접속할 수 있도록 해준다.
운전자들이 현장과 관련된 사업의 의사결정을 하는데 필요한 정보를 제공하기 위해, FactoryTalk Transaction Manager는 컨트롤러를 통해 생성된 데이터를 저장하고 이를 스프레드시트로 변환한다. 뉴질랜드 Austral Pacific의 Wellington 사무소는 매일 가스 물, 화학물질들의 사용량, 생산량, 수출량에 관한 정보가 들어있는 자동으로 생성된 보고서를 받는다.
비상 상황이 발생하는 경우, Cheal 유전 지역에 있는 컨트롤러는 사용자가 정의하여 입력한 상황에서 무선 호출기를 통해 아날로그 또는 디지털 경보를 자동으로 전송할 수 있다. 이 소프트웨어는 경보 상태를 관리, 추적할 뿐만 아니라, 자동으로 타임스탬프 정보도 저장한다.
Cheal 유전 지역의 KEPserverEX 서버 기술과 로크웰 오토메이션 시스템을 결합하면, 현장 계측 정보가 ControlLogix 컨트롤러로 전송된다. 이러한 현장 장치는 유량, 온도 및 기타 공정 변수를 측정한 다음, 4-20 mA 연결을 통해 컨트롤러로 데이터를 전송한다.
현장의 시스템 모니터링을 용이하게 하기 위해, EtherNet/IP 네트워크는 5개의 원격 현장 파이프라인에서 Allen-Bradley PanelView HMI으로 정보를 전송하여, 사용자가 전체 현장을 볼 수 있도록 해준다. Cheal 유전 지역의 3개의 네트워크는 엔지니어들간의 상호 운용성과 교환성을 제공하여 회사 전체의 생산 장비를 원활하게 연결해 주는 공통 언어인 공통 산업 프로토콜(CIP, Common Industrial Protocol)을 지원한다.
첫 원유 생산 단계
Cheal 유전 지역의 복잡한 생산 공정에도 불구하고, 기존에는 일반적으로 첫 원유 생산까지 12개월이 소요되었지만, 로크웰 오토메이션과 계약을 체결한 후에는 이보다 빠른10개월이 되는 시점에서 원유 생산을 할 수 있었다.
Cheal 유전 지역의 특수성에 맞는 시스템을 구성하는 작업이 원활히 진행되었다. 통합 아키텍처의 공통 엔지니어링 환경을 적용하여, Austral Pacific은 안전, 공정 및 제어분야에 동시에 중점을 두어 구성 프로세스를 단순화했다.
현재 원유 생산이 진행되고 있으며, 완전 자동화된 시스템으로 현장마다 한 두 명의 운전자만이 필요하다. 신뢰성 있는 생산 기지 시스템은 작업 중단 시간을 단축시키고, 현장 온도를 항상 고온으로 유지할 수 있는 중요한 성과를 도출하는데 사용되었다.
Austral Pacific은 기존의 DCS 시스템보다 더욱 낮은 소유비용을 가능하게 했는데, 이는 컨트롤러, 엔지니어링 및 시각화 툴, 네트워크 성능 및 현장 계측간의 원활한 상호작용의 결과이다. Austral Pacific은 제어 시스템이 프로그래밍된 직후, 지질학자들이 인근에 있는 유전을 발견했을 때 시스템 고유의 장점인 유연성을 십분 활용했다.
통합 아키텍처의 확장성으로 인해, Austral Pacific은 “Cheal B” 현장을 기존의 제어 시스템에 즉시 통합시켰다. 유전 지역인 Cheal B 현장은 Cheal A 현장과의 컨트롤러간에 Ethernet 연결이 되어있고 다양한 판매업체들을 통해 구입한 장치가 DeviceNet을 통해 의사소통을 할 수 있기 때문에, Cheal A와 B 현장간의 제어 시스템이 원활하게 연결되어 작동되고 있다.
이와 관련하여, Hooker씨는 다음과 같이 말한다. “Cheal 지역에서 새로운 유전 개발을 통해 그 사업이 확장함에 따라, 우리는 로크웰 오토메이션의 제품과 서비스를 지속적으로 사용할 계획을 갖고 있다. 시스템의 신뢰성, 유연성 그리고 지원적 측면에서 그 동안 우리가 이루었던 성공을 생각해 볼 때, 로크웰 오토메이션이 우리 사업에 많은 도움이 될 수 있다는 것은 틀림없는 사실이다.”
< 자료제공: 로크웰 오토메이션, www.rockwellautomation.co.kr>
아이씨엔 매거진 2009년 07~08월호

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힐셔, 산업용사물인터넷 지원 netIOT 활용방안 제시

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힐셔 netIOT

산업용 통신 솔루션 선두업체인 힐셔(Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH)는 11월 2일(금), 인터컨티넨탈 서울 코엑스에서 기자 간담회를 개최하여 힐셔의 혁신적인 netIOT 전략 및 netIOT 인터페이스의 다양한 솔루션을 활용한 IoT 기술 활성화 방안에 대해 소개하는 자리를 가졌다.

힐셔 netIOT

netIOT

힐셔 프로덕트 매니저인 크리스토프 훙어(Christof Hunger)는 “IoT 시장이 성장함에 따라 설비 제조업체들은 필드 디바이스의 정보를 기반으로 예방적 유지보수, 상태 모니터링과 같은 새로운 클라우드 기반의 부가가치 서비스를 구현하고자 한다”며 “힐셔는 디바이스 제조업체들이 힐셔의 netIOT 인터페이스 솔루션을 이용해서 산업용 이더넷, 트랜스페어런트 이더넷(Transparent Ethernet)과 함께 OPC UA 서버 및 MQTT 클라이언트 기능을 쉽게 추가할 수 있도록 더욱 집중하였고, 힐셔 솔루션을 통해 고객들이 스마트 팩토리를 구축하는데 도움이 되길 바란다.” 라고 말했다.

인더스트리 4.0과 IIoT는 4차 산업혁명으로 센서에서 클라우드까지 지속적인 통신을 요구한다. 힐셔는 이를 산업용 클라우드 통신이라 칭하고 고객들이 Industry 4.0, 스마트팩토리 및 IoT를 구현하도록 돕기 위해서 힐셔 netIOT 제품군이라는 솔루션을 구축하고, 지속적으로 프로모션을 진행하고 있다. netIOT는 netIOT 서비스(Service), netIOT 엣지(Edge), netIOT 인터페이스(Interface)와 같이 총 3개의 영역으로 구분된다. 특히 netIOT 인터페이스는 IoT 기능을 갖는 netX기반의 통신제품으로 netIC IOT와 같은 모듈형 제품을 생산 및 공급하고 있다.

힐셔 넷프록시

netPROXY

 

netIC IOT는 필드 디바이스용 지능형 멀티 프로토콜 모듈로 하나의 하드웨어만으로 모든 Real-Time Ethernet 슬레이브 프로토콜을 지원한다. OEM 고객들은 엔지니어링 툴을 이용하여 고객 어플리케이션 소프트웨어에서 한번만 개발하면 되는 고객 디바이스용 프로토콜 독립형 객체 모델을 생성한다. 네트워크 프로토콜 변경은 툴 내에서 ‘Build Process’를 통해 전적으로 진행되기 때문에 어플리케이션에 필요한 네트워크 별 조정이 없으며 OEM은 정확히 하나의 하드웨어와 소프트웨어 설계로 진정한 멀티 프로토콜 디바이스를 구현할 수 있다.

힐셔코리아 원일민 지사장은 “스마트 팩토리의 구축에 있어 가장 중요한 포인트는 IT영역과 OT영역의 연결에 있다”고 언급하며, “힐셔는 netIOT를 통해 시스템 설치시 발생할 수 있는 리스크를 최소화시킬 수 있게 하고자 한다. 기존OT영역의 사용자들이 IT영역으로 데이터를 전송하거나 클라우드에 연결함에 있어서 사용자의 실수나 의도치 않은 수고를 덜어줄 수 있는 제품과 서비스를 지원하고 있어 시스템 설계나 설치시 발생할 수 있는 오류나 리스크를 최소화 시켜준다”고 덧붙혔다.

힐셔 netIOT 제품에 대한 자세한 설명은 홈페이지 https://www.hilscher.com/products/product-groups/industrial-internet-industry-40/ 에서 확인할 수 있다.

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[포토] PTC, 3D CAD에 증강현실 접목해 디지털 트윈 현실화

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'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

(사진. PTC 코리아)


PTC코리아가 10월 18일 개최한 ‘2018 코리아 CAD 서밋’에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다. PTC의 3D CAD 소프트웨어 크레오(Creo®) 5.0은 디지털 트윈 솔루션을 현실화한 세계 최초이자 유일한 기술로 제품의 면면에 증강현실을 적용하여 물리적 세계와 디지털 세계를 연결한다. (사진. PTC 코리아)

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2016 스마트테크쇼, 6월 8~10일 코엑스서 개최

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인공지능 시대를 전망하고 사람을 위한 스마트 기술을 소개하는 ‘2016 스마트테크쇼(Smart Tech Show 2016)’가 6월 8일부터 10일까지 코엑스에서 개최된다. 

본 행사는 ‘Smart Tech for Human’라는 슬로건 아래, ▲드론/로봇 ▲가상/증강현실 ▲에듀테크 ▲스마트 모빌리티 ▲리테일테크 ▲3D프린팅 등 주요 이슈를 선정하여 국내 대표 스마트 기술 컨퍼런스 및 전시회를 개최하며, 관련 산업 간의 시너지를 창출할 수 있는 비즈니스의 장을 마련한다. KT, LG전자, ADT 시큐리티, 프로차일드, 한국과학기술원, 경북대학교 산학협력단 등 각 분야별 주요 기업·기관 125개사 400부스 규모로 이루어질 예정이다. 

유통과 IT산업의 융합을 위한 자리로 스마트 기기 체험과 첨단 리테일 솔루션을 접목한 리테일&테크 특별관이 구성되어 IT/유통산업 관계자를 대상으로 앞으로의 IT 리테일샵이 나아갈 방향을 제시한다. 더불어 한국마이크로소프트와 SGA임베디드 주최로 ‘스마트 리테일에 최적화된 MS IoT 솔루션 세미나’를 개최하여 리테일에 스마트한 혁신을 가져올 솔루션을 소개하는 자리를 마련한다. 

◇인공지능 시대, 일자리 전망 콘퍼런스 개최 

본 전시회와 더불어 ‘인공지능 시대의 일자리 창출과 직업능력 개발’을 주제로 분야별 전문가를 초빙하는 전문 콘퍼런스가 6월 8일과 9일 이틀간 열린다. 

첫째 날은 IBM 김연주 상무와 국내 대표 뇌공학자인 카이스트 정재승 교수의 기조강연과 핀란드 미래학자 마르쿠 윌레니우스(Markku wilenius) 교수의 특별강연을 시작으로 스마트기술의 산업과 일자리에 대해 블록체인OS 박창기 대표와 한국직업능력개발원 김영생 박사의 강연이 이어질 예정이다. 

둘째 날은 ‘새로운 일자리 창출 엔진으로서의 VR 그리고 교육훈련 플랫폼으로서의 가능성’에 대한 한국VR산업협회 현대원 회장의 발표와 ‘에듀테크가 가져올 교육의 혁명적 변화를 주제’로 휴넷 조영탁 대표의 기조연설 후에 스타트업 케이스 스터디를 통해 스마트시대에서 일하기 위한 우리의 성공 전략을 짚어볼 예정이다. 

◇드론에 스마트 기술의 미래를 담다 

드론 관련 신기술 촉진과 국내 드론산업 활성화를 목적으로 6월 대규모 드론 이벤트가 열린다. 드론톤은 우수한 엔지니어와 창의적인 메이커들이 드론 관련 기술을 뽐내는 자리로, 4인 1조로 팀을 꾸려 드론을 직접 제작하고 완성된 기체로 드론 게임을 진행하여 완성도와 비행능력을 종합하여 우승자를 가리게 된다. 

드론 조작에 능숙한 유저라면 도전해 볼 만한 대회도 있다. 다양한 장애물 통과 미션을 통해 드론 실력자를 가리는 ‘드론챌린지’가 9일 개최된다. 우승자에게는 최신 스마트 모빌리티가 수여되며, 참가를 원하는 이는 한국FPV협회 홈페이지를 통해 신청 가능하다. 

그밖에 스마트카, O2O, 핀테크 등 분야별로 이루어지는 테크니컬 세미나와 국내 대표 엑셀러레이터간 의 공동 데모데이를 통해 참가기업과 바이어 간의 비즈니스 기회를 마련한다. 

본 행사는 홈페이지에서 온라인 사전등록 시 무료로 관람할 수 있다.

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