천연가스 및 원유생산에서의 실시간 데이터 모니터링 실현

ARC Informatique
www.pcvuesolutions.com

CNRL은 주 가동시설에 약 800,000개의 I/O 포인트와 수 백만 개의 태그를 측정하고 있다.  PcVue SCADA는 실시간으로 데이터 모니터링 및 재확인, 유지관리를 위해 특정 형태나 폼으로 정보에 액세스해야 하는 약 2,500명의 직원들이 사용하는 관련 데이터를 제공하고 모니터링한다.

CNRL(Canadian Natural Resources Limited)은 1989년에 설립되었고, 캐나다 캘거리(Calgary)에 본사를 두고 있으며, 아프리카 연안 및 북해, 북미 지역에 다각적인 자산을 보유하고 있으며, 오늘날에는 캐나다에서 가장 큰 독립적인 원유 및 천연가스 생산업체가 되었다.

광범위한 공정제어 및 모니터링

 이 회사는 호라이즌(Horizon) 오일샌드 생산 및 열 중유, 전통적인 오일 및 가스 등 3개의 주요 유의미한 영역에서 비즈니스를 운영하고 있다. CNRL은 원유 및 액상 천연가스, 천연가스의 탐사 및 개발, 생산을 처리하는 전통적인 오일 및 가스 비즈니스에 주로 영향을 미치는 대규모 자동화 프로젝트에 투자했다.

 CNRL은 300개의 수집 스테이션과 800개의 압축기 스테이션, 그리고 150개의 가스 처리 설비의 공정 제어 및 모니터링을 관리하는 보다 향상된 방법을 필요로 했다.

 CNRL의 SCADA 전문가인 커티스 잭슨(Kurtis Jackson)은 FactoryLink SCADA 시스템을 PcVue의 SCADA 및 FrontVue 솔루션으로 대체하기 위한 이 회사의 자동화 프로젝트를 진두 지휘했다. CNRL은 GE, 알렌브래들리, 패셔 앤 브리스톨 백콕 RTU 등 여러 브랜드의 수많은 독립적인 자동화 시스템을 보유하고 있는데, 잭슨은 이러한 자동화 시스템을 가능한 많이 PcVue로 통합함으로써 일관성을 달성하고 중앙 집중화하기를 원했다.

 또한 CNRL은 현재 운영하고 있는 Modbus Roc, Roc Talk, BSAP 및 네트워킹을 위해 다중 스테이션 아키텍처를 지원하는 PcVue의 기능을 활용하고자 했다.

SCADA 애플리케이션 업그레이드

CNRL이 Smart Generator를 이용해 FactoryLink SCADA를 PcVue로 마이그레이션을 시작했던 약 8개월 전에 대체 작업이 시작되었다. 이 PcVue 툴은 기존 애플리케이션의 상당 부분을 PcVue로 쉽게 자동으로 전환할 수 있고, 호환성 및 안전성을 극대화할 수 있다.

잭슨은 “우리는 대부분의 SCADA 애플리케이션을 업그레이드하고, FactoryLink 애플리케이션의 60%~80% 정도를 PcVue로 쉽게 전환했다. 이를 통해 전체 애플리케이션을 재구성할 필요없이 엄청난 시간을 단축할 수 있었으며, 이는 우리의 사용자들이 재교육을 받을 필요가 없음을 의미한다. 또한 SCADA 애플리케이션은 우리의 미래에 대한 투자로서, PcVue는 정기적으로 SCADA를 버전 업데이트와 새로운 기능으로 향상시킬 수 있다.”고 말했다.

잭슨은 또한 “우리는 매일 생산 리포트를 관리하고 있고, 이를 실시간으로 활용하며, 우리의 생산목표를 확실하게 달성하고, 파이프라인 기업과 같은 업체들과의 판매 계약을 유지하기 위해 필요한 최신 데이터를 제공받는다.”고 설명했다.

고부가가치 PcVue 리셀러인 CTH 시스템즈(CTH Systems Inc.)는 PcVue로의 마이그레이션을 용이하게 하고 구성하는데 도움을 준다. Smart Generator를 이용해 엔지니어는 모든 그래픽 요소들(미믹, 심볼, 탬플릿)과 로컬 및 공유 라이브러리(심볼, 그림), 애플리케이션의 모든 변수 세트(변수 테이블, 알람 설정, 히스토리 포함), 그리고 데이터베이스를 어떠한 재작업도 필요없이 전환할 수 있었다. 또한 TCP/IP 통신 객체와 링크를 전환한다.

단일 무선 채널을 통한 통신

CNRL은 CTH 시스템즈의 멀티프로토콜 측정 및 통신 소프트웨어인 IM-SCADA™를 사용하고 있다.

이는 RTU(Remote Terminal Unit)나 펌프 온/오프 컨트롤러와 같은 다른 자동화 기기를 장착한 유정에서 데이터를 PcVue SCADA로 다시 내보내기 위해 단일 무선 채널로 통신이 가능하도록 해 준다. CTH 시스템즈는 유정에서 가스 조성에 대한 자동 및 원격 판독 구현 및 각 유정에 수정된 가스 조성 업로드, 그리고 유정 미터 및 IM-SCADA™ 데이터베이스 간의 차이 제거를 통해 CNRL을 지원했다.

잭슨은 “우리가 기대했던 것 이상으로 IM-SCADA 드라이버는 견고하고 효과적으로 동작했다. 이는 운영 효율을 극대화하는데 많은 도움을 주었다.”고 언급했다. 이는 가스 조성을 다운로드하거나 업로드하기 위해 직접 유정 현장까지 가야하는 번거로움을 줄여준다.

178개의 호스트 서버와 600개의 원격 클라이언트를 갖춘 CNRL은 호스트 당 약 5,000~6,000개의 데이터 포인트를 모니터링하고 있다. 여기에는 50~400개의 유정 어느 곳이든 감시할 수 있고, 위치 및 지역에 따라 호스트 당 3개 설비에 하나에 해당하는 8개의 PcVue 스테이션이 있다.

잭슨은 “이는 매일 모니터링되고 승인되어야 하는 수 천 개의 태그와 알람 파라미터를 변환해준다.”고 설명했다. 오일 플로우가 유정을 떠나게 되면, 배관을 통과하게 되며, 침전물이나 가스, 해수, 오일이 분리되는 수집 스테이션으로 오일 및 가스를 가져오는 플로우 라인과 연결된다. PcVue는 또한 수집 스테이션을 모니터링한다.

원격 제어 및 모니터링의 실현

PcVue SCADA는 가스/오일 압력(ESD), 펌프 스타트/스탑, 원격/로컬 펌프 제어, 펌프 속도, 펌프 동작/중단, 모터 가동 밸브, 모터 가동 밸브 셧다운, 초크 세트 포인트/포지션, 온도, 비상 셧다운, 화재 경보 등과 같은 생산 현장 및 수집 스테이션에 사용되는 PLC 및 RTU에서 이러한 I/O를 수집한다.

원격 및 광범위한 작업의 특성상 CNRL은 여러 제어 센터에서 감시되는 정제 및 드릴링/생산, 분배, 운송에 있어 모두 각각 자동화된 운영을 구축하고자 했다. 견고하면서도 안전하게 디자인된 SCADA 시스템은 범람, 누수, 화재, ESD, 오일 및 가스 플로우 레이트, 누적 플로우, 라인 압력, 유정 압력, 펌프 상태, 탱크 레벨, 수집 스테이션 장비 상태 등과 같은 중요한 요소들을 제어할 수 있어야 한다. 유정에서 최종 고객까지 운송되어야 하는 제품의 속성과 오일/석유 사고로 환경에 대한 부정적인 영향 가능성 때문에 SCADA 시스템은 더욱 필요하다.

잭슨은 “따라서 안정적으로 더 많은 데이터를 수집할 수 있고 더 많은 제어기능을 달성할 수 있는 SCADA의 기능 및 혜택을 활용하고자 한다.”고 밝혔다.

CNRL은 자동화 시스템을 업그레이드함으로써 혜택을 기대하고 있으며, 공정이 최적화되어 잘 동작하고 있음에 진심으로 만족해하고 있다. 잭슨은 “FactoryLink를 PcVue로 전환하기까지 약 8개월이 걸렸으며, 현재 작동 중이다. 우리는 구성 프로세스 구현이 매우 간단하다는 점, 그리고 특히 우리 애플리케이션의 대부분이 미션 크리티컬하고 24시간 가동된다는 점을 고려해 SCADA 솔루션을 위해 PcVue 및 IM-SCADA를 선택했다.”고 밝혔다.

아이씨엔 뉴스팀 news@icnweb.co.kr