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골드 필드, PlantPAx 통해 제어 시스템의 위험 감소

현장 장치, 제어, 가시화, 보고 및 성능 모니터링의 완벽한 통합으로 효율성 향상

Wyzwanie

  • 업그레이드된 공장 전반에서 광미(tailings)의 품질 향상은 물론 시약, 에너지, 용수 사용량 관리 향상

Rozwiązania

Wyniki

  • 사용자들이 추세, 특정 엔드 유저의 개별 입력, 아날로그 및 디지털 입력 추적 가능
  • PlantPAx 컨트롤러로 모든 데이터에 타임스탬프가 포함되어 데이터의 무결성 보장

골드 필드(Gold Fields Limited)는 남아프리카, 가나, 페루 및 호주에서 12곳의 광산을 운영하며 연간 약 210만 온즈의 금을 채굴하고 있습니다. 골드 필드는 요하네스버그 증권 거래소(JSE)와 뉴욕 증권 거래소(NYSE)에 상장되어 있으며, 전세계적으로 약 5만 명의 직원을 두고 있습니다.

요하네스 버그의 남서쪽에서 45킬로미터 떨어진 지역에 위치한 사우스 딥 골드 마인(South Deep Gold Mine)은 골드 필드가 남아프리카에서 운영하는 유일한 광산으로 2개의 샤프트 시스템과 중앙 야금 공장으로 구성됩니다.

남아프리카에서의 대대적인 성장 프로젝트인 이 프로젝트에서 로크웰 오토메이션은 "지속가능한 금광 분야의 글로벌 리더"가 되겠다는 골드 필드의 장기적 비전을 지원하였습니다.

 

도전과제

사우스 딥 마인에 있는 야금 공장은 생산량 향상을 위해 2011/2012년 업그레이드되었습니다. 이 업그레이드를 통해 두 번째 볼 분쇄 라인과 자갈 분쇄 라인, 농축기, 4대의 침출 탱크, 그리고 용리관이 추가되었습니다.

업그레이드된 공장 전반에서 시약, 에너지 및 용수 사용을 보다 효과적으로 관리하며 광미의 품질을 향상시키기 위해, 사우스 딥 마인은 제어 및 보고 시스템에 대한 완전한 업그레이드가 필요했습니다. 이 업그레이드는 기존의 모든 현장 시스템들을 새로운 원광석 처리 시스템들과 통합하기 위한 것이었습니다. 이러한 통합은 관리자들이 보다 신속하게 정보에 기반한 의사 결정을 내릴 수 있도록 해주고 광산이 장기적인 지속가능성 목표들을 달성할 수 있도록 지원할 것이었습니다.

골드 필드는 또한 모든 현장 장치, 공장 제어, 가시화, 보고 및 전체 성능 모니터링을 확장 가능한 하나의 간소화된 시스템에 완벽하게 통합하는 제어 시스템을 통해 예기치 않은 다운타임을 감소시키길 원했습니다.

 

야금 공장은 공정 모니터링 및 제어를 위해 로크웰 오토메이션의 RSView®32 컴포넌트 기반 HMI와 L62 컨트롤러를 사용하고 있었습니다. 모든 I/O, 인터록, 시퀀스와 기타 공정 루틴들은 재평가를 거쳐 새로운 제어 시스템 전반에서 불필요한 복잡성을 제거하고 최적화될 필요가 있었습니다.

 

솔루션

2001년부터 야금 공장은 로크웰 오토메이션의 기술을 사용하고 있었기 때문에, 골드 필드는 로크웰 오토메이션에게 직접 연락을 취해 제어 시스템 업그레이드를 수행해 줄 것을 요청했습니다. 또한 로크웰 오토메이션은 사우스 딥 골드 마인에 있는 EPCM 계약업체를 통해 골드 필드의 새로운 공정 시스템 프로젝트에 참여하게 되었습니다. 이 두 프로젝트는 궁극적으로 완전하게 통합된 단일한 제어, 가시화 및 보고 시스템이 필요했습니다.

PlantPAx를 사용하는 광산 솔루션

PlantPAx™를 사용하는 광산 솔루션은 광산업계에서 축적된 수십 년간의 전문지식에 기반하여 표준화된 수명 주기 관리 및 손쉬운 시운전 솔루션으로 구성된 솔루션에 기반하여, 제어 시스템의 위험을 감소시키고 진단 및 보고를 향상시키며 시스템 전반에서 복잡성을 감소시켜 줍니다.

PlantPAx는 기존 DSC 기반 솔루션의 보다 맞춤화된 비용 효율적인 대안으로, 추가적인 유연성과 광산 고유의 표준 관리를 제공하며 시운전 시간 및 비용을 감소시켜 줍니다. 이 제어 시스템은 또한 표준화와 단일 태그 데이터베이스의 측면에서 DSC 기반 시스템과 동일한, 높은 수준의 기능 표준을 보장해줍니다.


시스템 전반의 구현

이 솔루션은 최대 1,000개의 스탬프 된 데이터 입력(공장 이력, 이벤트 및 알람)을 버퍼링할 수 있도록 설정된 PlantPAx 컨트롤러로 구성되어 네트워크에 고장이 발생하는 경우에도 중단 없는 데이터 로깅을 제공합니다.

공장 프로세스의 포괄적인 가시화를 위해, 서버-클라이언트 아키텍처에 기반하여 PlantPAx 비주얼라이제이션 소프트웨어가 시스템에 포함되었습니다. 또한, 서버를 통한 경로 없이 컨트롤러에 대한 직접적인 클라이언트 액세스가 가능하도록 PlantPAx에 라이선스 된 ViewTools도 통합되었습니다.

보고 서비스가 내장된 Microsoft SQL은 모든 공장 이력, 이벤트 및 알람에 맞게 설치 및 설정되었습니다. SQL이 컨트롤러로 직접 데이터를 자동채우기할 수 있도록 광산 솔루션의 라이선스 된 소프트웨어 SQX도 설치되었습니다.

이외에도 로크웰 오토메이션의 엔지니어들은 드라이브, 계측기기 등 제3자 현장 장치들을 지원할 수 있도록 고유한 인터페이스를 개발하였습니다.

최종 전환은 2012년 11월에 완료되었습니다.


결과

골드 필드는 PlantPAx를 사용하는 광산 솔루션을 통해 공장 제어, 가시화 및 보고 역량을 향상시킬 수 있었습니다.

표준화되어 포괄적으로 관리되는 데이터 로깅은 사용자들에게 실시간으로 정확도 높은 공장 상태 정보를 제공합니다.

이력, 이벤트 및 알람을 로그하도록 설정된 SQL을 통해 사용자들은 공장 전반에서 추세, 특정 엔드 유저에 대한 개별 입력은 물론 유량속도, 온도, 기타 입력 등 다양한 아날로그 및 디지털 입력을 추적할 수 있습니다. PlantPAx 컨트롤러는 모든 데이터에 타임스탬프를 포함시켜 데이터 무결성을 보장해 주며, 네트워크 고장이 수정된 후에도 입력이 정확하게 SQL로 삽입될 수 있도록 해줍니다. 또한 SQX 소프트웨어는 SQL 데이터베이스가 컨트롤러에 I/O로 추가될 수 있도록 해줍니다.

PlantPAx 소프트웨어는 계측기기로부터의 전송되는 신호를 처리하고, 보고 기간 동안 현장 장치들의 모든 신호를 로그하는 것이 아니라 최소, 최대 및 평균값만을 보고하여 데이터베이스에 로그되는 데이터를 최소화해줍니다.

알람 인지에는 사용자와 시간스탬프가 포함 및 로그되기 때문에 운전자들의 책임 소재가 분명해집니다. 이는 공장 전체의 안전, 특히 시안화물 알람 및 기타 안전 경보가 핵심 지표로 사용되는 사우스 딥 골드 마인의 안전을 향상시켜 줍니다.

 

고급 보고 기능

SQL에는 일련의 보고 서비스가 내장되어, 포괄적인 운영 및 생산 보고서를 생성하고 이를 관리자들에게 전달하여 본사 차원에서 핵심성과지표(KPI)를 모니터링할 수 있도록 해줍니다.

보고서들에는 12시간 단위로 처리되는 원광석의 양에 대한 정보가 포함됩니다. 그 외에도 시간별 유량속도 등 유량계로 생성되는 정보가 포함된 용수 소비 보고서와 시간당 메가와트 정보가 포함된 MV 스위치기어 보고서도 제공됩니다. KPI는 공장의 상태를 다양한 색상으로 표시해주는 웹 페이지로부터 모니터링이 가능합니다.

PlantPAx를 사용하는 광산 솔루션은 운영에서 불필요한 복잡성을 제거해주며, 인터로킹 설명과 태그는 직관적으로 표준화되어 있습니다. 이러한 복잡성 감소로 필요한 고숙련 작업자 수가 감소하여 업계에 보편적인 기술 부족 문제가 해결되었습니다.

 

향후 계획

로크웰 오토메이션은 현재 사우스 딥 골드 마인을 위해 광산 솔루션과 통합될 수 있는 지하 원광석 관리 시스템을 설계하고 있습니다.

운전자에서 기술자, 그리고 관리자에 이르기까지 보고 기능을 한층 더 향상시키기 위해, 골드 필드는 남아 있는 현장 장치들도 광산 솔루션으로 전환할 예정입니다. 다양한 기타 프로세싱 시스템 중에서 중앙 제어 및 비주얼라이제이션 시스템으로 통합될 시스템들은 샤프트 컨베이어, 냉장 공장, 벌크 공기 냉각기 등입니다.

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