DCS 마이그레이션을 통한 제련 생산량 증가

DCS마이그레이션을 통한 제련 생산량 증가

세계 4위의 아연 생산업체인 Nexa는 시간당 10만 달러 이상의 많은 비용이 드는 예상치 못한 다운타임을 겪으며 운영 및 재무적 위험에 노출되고 있었습니다.

다른 광물과 물질에서 순수 아연을 추출하고 분리하는 것은 그 자체로도 이미 쉽지 않지만, 기존 제어 시스템에 예비 부품과 기술 전문성이 부족하고 통신 기능이 없다면 이 작업은 훨씬 더 어렵습니다.

이것은 페루의 리마 근교에 아연 제련소가 있는 Nexa Resources가 처한 기술적 어려움이었습니다. 대부분의 프로세스 제어 및 자동화 기술은 15~20년 된 것으로, 필요한 부품 중 상당 수가 구형이라 예비 부품과 전문 기술을 더 이상 구할 수 없거나 비용이 너무 높았습니다.

Nexa Resources의 수석 자동화 엔지니어인 다니엘 이자라(Daniel Izarra)에 따르면, 일부 부품을 구입하는 데 드는 비용이 프로젝트 총 비용의 거의 50%에 이르렀습니다.

Nexa는로크웰 오토메이션과 다른 DCS 제조업체가 각각 절반씩 담당한 하이브리드 제어 시스템을 유지했습니다. 노후화의 위협 외에도 각 제어 시스템용 연결 서버가 있었는데 상호 통신이 불가능했고 60개의 서로 다른 작업자 그래픽으로 1,700개 이상의 신호를 하나의 HMI에 표시하는 것만 가능했습니다.

Nexa는 두 가지 엔지니어링 스테이션을 유지했는데 이로 인해 사용자를 교육하고 두 스테이션 모두에 대한 전문성을 유지하며 예비 부품을 찾는 것이 힘들었습니다. 이것은 예방적 유지보수가 선택 사항이 아니었다는 것을 의미했습니다.

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비호환성 극복

Nexa는 이러한 도전에 직면하여, 상호 호환되지 않는 두 제어 시스템을 생산에 영향을 미치지 않는 방식으로 현대 기술로 대체해야 했습니다. 마이그레이션 완료를 위해 가동 종료 시간은 주당 2시간, 월 4시간으로 제한되었습니다.

따라서 짧은 시간 안에 오래된 시스템 도면과 제한된 기술 전문성을 가지고 시스템을 살펴봐야 했습니다. 기존 제어 장치에 익숙한 운영 인력과 제련소 직원들은 시스템 배선과 프로그래밍의 변경으로 인해 프로세스가 실패할 수 있음을 고민했습니다.

이자라는 Nexa가 이전의 ControlLogix®CompactLogix™ 확장을 기반으로 프로세스 제어의 나머지 부분을 통합 PlantPAx® 분산 제어 시스템으로 통합시키기로 결정했다고 밝혔습니다.

프로젝트 범위에는 통신 네트워크를 이중 이더넷으로 업그레이드하고 워크스테이션과 서버를 갱신하며 원격 I/O(RIO) 캐비닛 2개를 설치하고 이중 CPU로 업그레이드하는 작업 등이 포함되었습니다. 기존 ControlNet 프로토콜을 계속 사용할 수 있었습니다.

이자라는 2개월에 걸친 마이그레이션 프로젝트를 최소의 위험과 최적의 일정으로 수행하기 위해, 제련소의 신호, 배선 및 단자대를 사전에 파악하고 2시간과 4시간이라는 제약 조건에 맞춰 매우 구체적으로 공장 가동 종료를 계획했다고 설명합니다.

또한 기존 제어실에서 사전 교육을 실시하고 Nexa의 기술자들과 공장 수락 시험(FAT)을 진행했으며, 새로운 로크웰 오토메이션 플랫폼과 연결하고 각 기능 영역에 대한 제어 루프를 마이그레이션했습니다.

사람들이 새로운 솔루션에 익숙해지고 피드백이 공유될 수 있도록 기존 제어 시스템과 새로운 제어 시스템을 2~3개월 동안 병렬로 가동했습니다. 그리고 중요하지 않은 루프와 신호로 시작하여 펌프 별로 마이그레이션을 진행했습니다. 신호와 배선을 사전에 파악했기 때문에 공장이 가동되는 동안 마이그레이션의 많은 부분은 완료할 수 있었고 가동 중단시간에만 의존하지 않아도 되었습니다.

최적화 달성

Nexa는 제어 시스템의 마이그레이션과 업그레이드를 통해 다음과 같은 다양한 개선 사항을 달성했습니다.

  • 습식 제련 작업 제어 시스템의 신뢰성이 100%에 도달했습니다.
  • DCS 중단으로 인한 안전 사고가 0으로 줄었습니다.
  • 기술 지원을 받을 수 있습니다.
  • 제련소에 필요한 예비 부품이 확보되었습니다.
  • 마이그레이션 통합이 점진적으로 이루어지기 때문에 저비용을 유지할 수 있습니다.

Nexa는 구형 시스템 마이그레이션 프로젝트의 성공을 위해 다음과 같은 중요 사항을 고려하고 있습니다.

  • 매우 상세한 스케줄
  • 작업자와 유지보수 인력은 프로젝트의 처음부터 참여하여 프로젝트의 기획, 관리 및 실행 계획에 중요한 영역과 지속적으로 소통하고 조율해야 합니다.
  • 개입 기간 동안 지연을 방지하기 위해 기술 문서를 검증해야 합니다.
  • 마이그레이션을 시작하기 전에 비상 계획을 준비하여 모든 영역에 전달해야 합니다.

  블로그는 Control 에디터가 작성한 기사 바탕으로 작성되었습니다.

Jim Montague
게시됨 2019-05-21 게시자 Jim Montague, Executive Editor, Control
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