석유 & 가스 생산 주기 전반에서 자산 성능 최적화

석유 & 가스 생산 주기 전반에서 자산 성능 최적화

인텔리전스와 통합 솔루션은 에너지 생산업체를 위해 정보에 대한 가시성, 확장성 및 안정성을 향상시켜 줍니다.

국제에너지기구는 세계 경제 전망 2016 보고서에서 세계의 에너지 수요가 2040년까지 48%가 증가할 것으로 내다보았습니다. 최근 들어, 에너지 기업들이 가동시간을 증가시켜 생산을 최적화하기 위해 프로세스 계기 시스템을 구현하고 있긴 하지만, 에너지 업계는 전통적으로 자산 성능 즉, 장비 운영 효율성(OEE) 측면에서 다른 업계들에 비해 뒤쳐져 있습니다.

 석유 및 가스 공장의 설계, 구축 및 업그레이드에 대한 기존의 접근방식은 전세계적인 수요를 충족하기엔 많은 너무나 시간과 비용이 듭니다. 또한 작업자들에게 광범위한 장비를 작동하는 법을 익혀야 하는 부담을 줍니다. 여러 공급업체들의 장비, 시스템들 간의 복잡한 인터페이스, 실시간 제어에 필요한 데이터에 대한 액세스 제한 등이 석유 및 가스 공정의 가속화를 가로막고 있습니다. 게다가, 에너지 사용은 생산 현장에서 관리하기가 가장 까다로운 비용 중 하나입니다. 공장 현장의 모터들은 보통 산업 시설 전체가 사용하는 에너지의 60%를 사용합니다. 장치들에 대한 제어가 부족하면 에너지 효율성이 떨어지고 총 소유비용이 올라가는 결과가 발생합니다.

 

올바른 최적화 방법

 수요에 대처하기 위해 석유 및 가스 생산업체들은 지역들 간의 경계를 허물고 생산량, 프로세스 품질, 자산 상태, 에너지 효율성 측면에서 비즈니스 가치를 향상시켜 주는 연결된 생산으로 이동해가고 있습니다. 그러나 막대한 기회를 수익화하기 전에, 최적화의 문화를 성공적으로 조성하는데 핵심적인 요소는 프리미어 통합이라는 사실을 기억 해야 합니다.

 로크웰 오토메이션의 통합 파워 및 자동화(Integrated Power and Automation) 솔루션은 지능형 패키지 전원(IPP)과 지능형 모터 제어(IMC)를 결합해 프리미어 통합을 이루고, 디지털 기술을 사용해 공급망을 간소화하고 시스템들을 통합합니다.

 이 모든 것은 컨트롤 타워라고 할 수 있는 분산 제어 시스템(Distributed Control System, DCS)에서 시작됩니다. 예를 들어, 로크웰 오토메이션 PlantPAx®는 확장 가능한 다분야 제어 기술이 적용된 공통적인 자동화 플랫폼을 제공하여 공장 프로세스와 전원 시스템들 간의 완전한 통합을 지원하고 새로운 워크플로우를 구축합니다. 공장 전반에 걸친 제어가 가능하기 때문에, 모던 DCS는 모터 제어 장치들과 손쉽게 통합될 수 있습니다. 이외에도, 모던 DCS와 모터 제어 장치들 사이에서 가능한 성취될 수 있는 통합 수준에서 생성되는 정보는 계획에 없던 다운타임을 감소해 공장의 가용성을 향상시켜 줍니다. 예측적이며 예방적인 방식으로 수동 또는 자동 개입이 유발되어 가동 중단이 미연에 방지되기 때문입니다.

 

스마트한 에너지 및 생산 결정

 실제로 모터 장애의 75%는 적절한 보호 조치를 통해 예방 할 수 있습니다. 지능형 모터 제어(IMC)를 갖춘 공장의 소유주와 운영업체들은 프리미어 통합의 혜택 중 하나로, 모터와 모터 중심 장비로부터 생성되는 운영 데이터를 활용하여 에너지 소비, 속도, 토크, 온도 등의 파라미터를 확인하고 베어링 고장이나 효율성 감소와 관련된 핵심적인 상태 정보를 파악할 수 있습니다. 개방형 네트워크 아키텍처는 모터 보호 강화, 진단 정보 공유, 문제 해결 가속화를 통해 더욱 생산적이고 지능적인 공정을 구현할 수 있도록 해줍니다.

 비용은 운영에서 매우 큰 역할을 합니다. 모터들이 초기 구매 비용의 10배에 달하는 에너지를 소비하기 때문에, 운영의 관점에서 보면 모터의 속도를 20%만 감소해도 구동 비용을 50% 절감할 수 있습니다. 최고의 인텔리전스와 연결성을 갖춘 Allen-Bradley® E300™ 전기 과부하 릴레이는 모든 고정 속도형 IMC 애플리케이션의 중심에 자리합니다.

Diagram: 통합 파워 & 자동화

다양한 생산 장비와 애플리케이션으로부터 통합되어 있는 소프트웨어 및 하드웨어의 중요한 운영 정보가 도출될 수 있습니다. 또한 전압, 전류 및 에너지, 트립/경고 이력, 열용량 활용률, 트립/재설정까지의 시간, 운영 시간, 다양한 통계치 등 운영 파라미터들은 기록이 가능합니다. 유연한 설계, 간단한 배선, 완전한 Logix 통합은 실시간 진단 정보를 실행 가능한 정보로 전환할 수 있도록 해주며, 이러한 역량은 엔지니어들이 예방 조치를 수행하여 자산을 보호하고 석유 및 가스 생산 가동 시간을 극대화할 수 있도록 지원합니다.

 IMC 아키텍처의 일부인, 저전압 PowerFlex® 인버터는 Studio 5000® 환경에서 프리미어 통합이 가능하며, Logix 기반 제어 시스템으로 통합된 경우 자동 장치 설정을 활용할 수 있습니다. 안전 토크 차단(Safe Torque-Off)과 안전 속도 모니터링(Safe Speed Monitoring) 기능, 그리고 그 정보와 신호를 EtherNet/IP™ 상에서 공유할 수 있기 때문에 생산성이 향상됩니다.

 석유 및 가스 생산 프로세스의 경우, 모든 모터 제어의 필요는 고성능 패키지 솔루션인 저전압 및 고전압 모터 제어 센터(MCC)로 충족됩니다.  IntelliCENTER®의 설계는 공장에서 검증되고 사전 설정되어 공장 현장의 제어 시스템과 원활하게 통합되어 보다 신속한 기동과 장치 운영에 대한 높은 수준의 가시성이 가능해집니다. MCC는 또한 프리미어 통합 접근 방식을 장비와 개인 보호에 적용하여, 작업자들이 장비를 원격 모니터링할 수 있도록 해줍니다. 전기 장비와의 물리적인 접촉이 없기 때문에, 작업자들은 위험에 노출되지 않고 장비의 현재 성능을 파악할 수 있습니다.

 

리소스 관리와 시스템 복구력 최적화

 배전 설계에 대한 전통적인 접근방식에서는 제조 공장들이 다양한 네트워크에서 구동되는 지능형 전기 장치(IED)와 서브스테이션 자동화 시스템을 유지합니다. eSCADA(전자 감독 제어 및 데이터 수집) 시스템은 프로세스 제어 시스템에 대한 가시성을 제공하는데 한계가 있습니다. 그러나 이제 배전 시스템과 프로세스 제어 시스템을 동일한 아키텍처에 통합함으로써 석유 및 가스 공장 전반에서 새로운 차원의 인텔리전스 및 정보 인식이 가능해집니다.

 패키지  전원 솔루션은 독립적인 eSCADA와 프로세스 제어 시스템들을 수정되지 않은 Ethernet에 기반한 하나의 통합된 완전 디지털 시스템으로 바꿔 줍니다. 개방형 자동화 아키텍처에서는 서브스테이션 데이터가 제어 환경에 직접적으로 매핑되어 IED와 제어 플랫폼 간의 원활한 통신이 가능합니다. IED로부터 생성된, 타임 스탬프된 순차 데이터는 생산 프로세스 내에서 쉽게 액세스하고 사용할 수 있습니다. 배전 이벤트를 모터 및 전원 제어 이벤트와 연관시키는 역량은 모든 전원 관련 문제에 대한 진단과 해결을 획기적으로 가속화해줍니다.

 이뿐만 아니라,  서로 연관된 정보는 작업자들에게 석유 및 가스의 생산 주기 전반에서 자산 성능에 대한 보다 포괄적인 뷰를 제공하여 전원 관련 프로세스 상황을 실시간으로 보다 더 잘 예측하고 효과적인 에너지 및 생산 결정을 내릴 수 있도록 해줍니다.

 e-house 솔루션은 통합 파워 및 자동화 솔루션의 또 다른 턴키 제품으로 프로젝트 관리, 통합 엔지니어링 및 문서 통제를 제공합니다. 지능형 eHouse는 테스트 및 인증된 장비를 완전한 시스템으로 공급하여 설치와 시운전을 간소화할 수 있으며, 산업 프로젝트를 위해 간단한 프로세스 제어 및 전원 관리 시스템을 제공합니다.

 

또 다른 중요한 측면

 안전은 자산 성능만큼이나 중요한 문제입니다. 통합 파워 및 자동화 솔루션의 각 장치와 컴포넌트는 안전과 안정성에 대한 기대치를 충족합니다. 이 솔루션은 기본적으로 향상된 안전 기능을 포함하며, 원격 제어와 간극(air gap) 고장 예측을 통해 노출을 제한함으로써 안전과 배출 모니터링을 향상시켜 줍니다.

 이외에도, 로크웰 오토메이션은 솔루션, 제품, 툴 및 지원 서비스로 구성된 포괄적인 포트폴리오를 통해 안전 기능들을 밀접하게 통합하여 석유 및 가스 생산업체들이 시설 전반에서 안전을 구현할 수 있도록 지원합니다. 모든 안전 등급의 비상 정지(ESD) 시스템, 안전 계기 시스템 등 프로세스 안전 솔루션들은 엄격한 설계 요구사항을 충족합니다. 이러한 신뢰할 수 있는 컨트롤러 기반 제품들은 안전과 생산성을 향상시켜 주고 다운타임, 불필요한 트립 및 수명 주기 비용을 절감해줍니다.

 

성공을 위한 제조 인텔리전스

2030년까지 업계는 예측 수요를 충족하기 위해 석유 및 가스 개발에 1조가 넘는 비용을 투자할 것으로 추정됩니다. 이뿐만 아니라, 기업들은 낮은 석유가격의 영향을 완화해야 합니다.

 시장 변동성과 다양한 문제에 직면한 석유 및 가스 생산업체들은 비용을 절감하여 수익성을 향상시킴으로써 경쟁력을 향상할 수 있는 방법을 지속적으로 모색하고 있습니다. 새로운 차원의 제조 인텔리전스와 통합 덕분에, 이제 공장 소유주와 운영업체들은 통합 파워 & 자동화 솔루션을 활용해 디지털 기술과 Ethernet 연결이 주는 혜택을 누리고, 정보의 투명성, 통합된 사용자 경험, 그리고 투자의 가치를 프로세스, 전원 제어 그리고 전자 시스템 전반으로 확장할 수 있습니다.

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