조업 정지시간을 최소화한 제철 용선 크레인 업그레이드

광양에 위치한 세계 최대 규모의 제철소인 포스코 광양제철소에서 로크웰 오토메이션은 용선크레인 제어 시스템 현대화 작업을 완수하였고, 예상되었던 조업 정지 시간 17%를 절감했다.
포스코 광양 제철소는 세계 최대 규모의 제철소로 알려져 있다. 시간당 400톤의 양을 교환 처리하는 용선 크레인은 포스코 제철 작업의 중심에 있고 제철소의 용광로와 열연 과정 및 냉연 과정을 상호 연결하는데 필수적이다.
당시 12년 이상 되어 노화된 특징을 보이는 포스코의 크레인들은 지난 몇 년에 걸쳐 예비 전기 구성 요소들의 가용성 악화가 주요 문제로 대두되고 있었다. 또한 포스코의 유지보수팀은 악화된 크레인에 대한 증거 자료 및 작동 정보 확보를 위해 전력을 다했다.
포스코는 제철소에서 발생하는 진동과 거친 환경으로 인해 NO.1 적재 크레인에서 전기 고장이 발생하자 이를 계기로 크레인의 전기 시스템을 완벽하게 재정비하였다. 용선 크레인의 경우 하루에 4백만 달러에 이르는 재료를 처리하고 있었는데, 최소한의 기간동안 크레인의 조업 정지가 불가피하였다.
포스코는 이 크레인의 업그레이드를 위해 로크웰 오토메이션의 Engineered Drive System에게 의뢰를 하였다. 크레인 컨트롤에 대한 접근으로 로크웰 오토메이션은 특히 고객의 기존 장비와 로크웰 오토메이션 시스템과의 완벽한 통합을 실현하는 것에 관한 강력한 설계 및 구현 능력을 지니고 있다.
크레인 시스템 제어 시스템에 대한 로크웰 오토메이션의 접근법은 매우 모듈적이며 유연성이 있다. 그러한 솔루션은 디지털 모터제어(기존의 전력 시스템 및 모터 유지)에서 모터 동력 공급(완전한 업그레이드)에 이르기까지 그 범위가 다양하다. 업그레이드의 수행성과 대비가격을 최적화한 결과를 토대로 솔루션을 결정한다. 포스코 크레인 업그레이드 작업의 경우, 기존의 모터만을 그대로 유지하였다.
모듈적이고 유연성있는 솔루션
전체 적재 크레인의 업그레이드 작업으로 고장 시간의 최소화를 실현하기 위해 로크웰 오토메이션은 이번 2000년도 프로젝트에 건설에서부터 조업개시에 이르기까지 전체적인 책임을 담당하는 총체적인 턴키 방식 접근법을 채택하였다.
로크웰 오토메이션 업그레이드 작업의 주요 적용범위는 6.6kv 주 동력원 제어장치에서, 진공차단기(VCB)를 교체하였고, 마스터 제어기 시스템으로 업그레이드 하였다. 드라이브 제어의 경우, 기존의 아날로그 DC 드라이브를 Reliance DPS와 SD3000 디지털 드라이브로 교체하였다. 모든 드라이브에 모니터링 및 트렌딩 설비를 제공하기 위해 로크웰 오토메이션의 “CraneView”라는 새로운 HMI 소프트 웨어를 설치하였다.
로크웰 오토메이션의 제품들이 ‘내진성’이라는 포스코의 요구사항을 충분히 충족시켰지만 로크웰 오토메이션은 NO.1 적재 크레인에서 발생하는 진동을 최대 80%까지 흡수할 수 있는 방진용 스프링을 취부하였다. 포스코의 먼지 오염 문제에 대한 요구사항을 충족시키기 위해 로크웰 오토메이션은 본 설치 과정 중 IP 52 엔클로저 정격 패널(Enclosurerated Panel)을 사용하였다.
전체적으로 총 12개의 드라이브 패널을 업그레이드 하였다. 업그레이드 작업 범위는 다음과 같다.
• 드라이브 동력 모듈 (No.1 메인 호이스트, NO.2 메인 호이스트,보조 호이스트) 최소한의 예비 부품 재고 확보를 위해 전 프로젝트 과정 중 525 kW, 575VAC의 표준 동력 모듈 정격채택
• 크레인 마스터 제어 레크 및 보완 래크
• 크레인 마스터 제어기 네트워크 모듈을 통해 시스템 모니터링 기능을 제공하는 CraneView HMI
• 제어 장치에 대한 인터페이스 역할을 수행하는 Allen-Bradley Remote I/O으로 동력을 공급 받는 계전기 패널
• 주요 입력 전원에 대한 공기 회로 차단기(ACB) 패널
• 모든 제어 동력 장치에 예비 동력을 제공하는 UPS(무정전 전원 장치의 채택)
크레인 마스터 제어기와 SD 3000디지털 드라이브간의 광섬유 전달은 광범위한 제 3자 동력장치에 적절하게 적용할 수 있는 유연성있는 인터페이스인 로크웰 오토메이션의 파워 모듈 인터페이스(PMI)를 통해 가능하였다.
매달 정기적인 작업지연 해소
모든 업그레이드 작업으로 12시간 30분간 조업이 정지 되었으며, 이는 포스코가 처음에 예상했던 조업 정지 시간의 약 83% 수준이었다.
이러한 시간 절약은 설치 이전에 로크웰 오토메이션 시스템 연구소에서 총체적인 시스템 테스트와 시뮬레이션에 대한 접근법을 꼼꼼하게 점검한 후 로크웰 오토메이션의 총체적인 턴키 접근법을 적용한 결과였다.
포스코의 보고 자료에 따르면, 시설의 현대화가 이루어지기 전에는 크레인 제어 및 자동화 시스템의 고장으로 인해 NO.1 크레인을 가동하는데, 매월 2시간의 작업 지연이 보고되었다.
현대화 이후, 제어 및 자동화 시스템으로 인해 크레인의 가동률이 100%로 향상되고 고장에 대한 기록이 보고되지 않고 있다. 이러한 현대화를 통해 24시간에 일반 적재 장치 80대를 늘리지 않고서도 매년 미화 4백만 달러를 절감할 수 있음을 예측할 수 있다.
작업 처리량과 능률의 놀라운 향상과 더불어 크레인 업그레이드를 실시한 크레인 전기 시스템들은 이제 유지 보수가 훨씬 간편해졌다. 이러한 시스템은 Microsoft Windows 및 분산 인터넷 아케텍처 기술을 기반으로 하는 모든 프로그램을 이용하여 완벽하게 문서화가 가능하다. 디지털 DC드라이브의 사용으로 드라이브와 크레인 마스터 제어기 사이의 아날로그 인터페이스의 수를 상당수 줄이게 되었다. 마지막으로 모든 드라이브의 고급 진단 및 관리 데이터를 전기 제어실에서 표시할 수 있으므로 HMI는 서비스 제공 운영성을 크게 향상시켰다.
< 자료제공: 로크웰 오토메이션>
아이씨엔 매거진 2007년 02월호