정유플랜트, 현대화된 제어 솔루션으로 가시성과 유연성 향상

현대화된 제어 솔루션으로 가시성 및 유연성을 얻게 된 주요 정유 플랜트

과제

  • 루마니아 정유 플랜트는 로딩 램프의 운영 데이터를 충분히 활용하기 위해 보다 개방형의 유연한 제어 솔루션이 필요 했습니다.

솔루션

  • 모든 공정 제어 소프트웨어를 위한 중앙 서버
  • 고급 운전자 인터페이스
  • 다른 시스템과의 연결 및 상호 작용을 위한 게이트웨이 소프트웨어
  • 미드레인지 급의 PAC 6개
  • 이더넷 어댑터 4개

결과

  • 개방형의 유연한 제어 및 모니터링 솔루션을 보유하게 된 플랜트
  • 실시간 의사 결정을 위한 데이터를 쉽게 이용할 수 있음
  • 기존 배선과 섀시 부품을 사용하면서 신규 시스템과 통합 가능
  • 신규 시스템은 향후 필요한 경우 확장 가능

루마니아 SI 파트너사인 스마테크 오토메이션(Smartech Automation), 운영 최적화를 위한 개방형의 유연한 데이터 지원 아키텍처를 설계 및 제공하다

연결성은 시장에 관계없이 모든 현대 산업의 운영에 있어 핵심적인 요소입니다. 인터스트리 4.0과 빅데이터 외에도, 최신 데이터에 접속하고 실행 가능한 운영적 데이터를 보유하는 것이 모든 플랜트에서 최상의 성과를 이끌어내는데 필수적입니다.

산업 범위 전반에 걸친 주된 문제는 ‘블랙박스라고 불리는 기술이 기술의 발전과 빠르게 변하는 시장의 요구를 따라가지 못하고 현대 산업 운영에 있어 필요한 상호 연결 및 데이터 생성 기능을 제공하지 못하는 데 있습니다. 이와 같은 이유로, 많은 기존 기업들이 제어 및 자동화 인프라를 업그레이드 하고 현대화하여 데이터 지원 기술의 장점을 활용하고자 합니다.

루마니아의 주요 정유 프로세스 플랜트는 탱크화차의 화물 로딩 램프 운영에서 이와 같은 문제를 겪고 있었습니다. 신호 오류와 같은 노후 기술과 관련한 위험이 더해져, 기존의 폐쇄 소스 블랙 박스 솔루션을 업데이트하는 것은 불가능하고 플랜트 운영 최적화에 필요한 핵심 데이터를 쉽게 공유하지 못한다는 점에서 매우 폐쇄적이었습니다.

현대화 작업을 위해, 고객은 로크웰 오토메이션 RcSI (Recognized SI) 프로그램의 일원인 루마니아의 스마테크 오토메이션(Smartech Automation SRL), 이라는 기업에 의뢰하였습니다. RcSI (Recognized SI)인 스마테크는 로크웰 오토메이션의 기술을 이끄는 최고의 기술 솔루션과 고객 서비스 제공에 전념하고 있습니다. 이러한 SI 파트너사는 로크웰 오토메이션의 영업 및 유통 업체들과 상호 지원 관계를 맺고 있습니다.

터미널 운전자가 겪고 있는 문제는 플랜트 전체 시스템과 로딩 램프 간의 데이터 교환이 불가능 하다는 것이었습니다.

도전과제 :

터미널 운전자가 겪고 있는 문제는 플랜트 전체 시스템과 로딩 램프간의 데이터를 지속적이고 간결하게 교환할 수 없다는 데 있었습니다. 화물 적재 과정 중 수집되거나 수집될 수 있는 데이터들은 보다 높은 차원의 플랜트 전체 관리 시스템에서는 거의 사용할 수 없었습니다.

고객은 적재 과정의 물류와 데이터를 처리하기 위해 터미널 관리 어플리케이션을 개발하려 했지만 로딩 램프를 위한 기존 자동화 어플리케이션과 통합이 불가능했습니다.

통합되지 않았기 때문에, 새로운 로딩 데이터 입력이나 그 결과로 생긴 로딩 데이터를 수동으로 입력하는 데 시간이 소모되었습니다이 입력 작업을 수행하는 운전자가 로딩 과정도 담당하여서 로딩 시간이 증가하였습니다.  종이로 된 결과 보고서를 관리하는 데 걸리는 시간은 문제를 더욱 복잡하게 만들었습니다.

기술적 문제는 연결성, 확장성, 유연성으로 나눌 수 있습니다. 기존 시스템은 변경이 거의 불가능하기 때문에 새로운 터미널 관리 시스템과 통합하는 것은 어려웠습니다. 폐쇄형 시스템이기도 했고 어떠한 이슈도 해결하기 어려웠고 다운타임으로 인해 심각한 손실로 이어질 가능성이 있었습니다.

통합이 없었기 때문에 데이터를 수동으로 입력하여 로드 할 신규 데이터 또는 결과 로드 데이터로 인해 시간이 손실되었습니다

새로운 솔루션은 개방형으로 터미널 관리 어플리케이션과 쉽게 통합되며 유연해야만 했습니다. 향후에 사용될 기능과 쉽게 결합할 수 있는 것은 물론 이전 기능을 모두 구현할 수 있어야 했습니다. 또한 시운전 및 시동에 많은 시간을 할애할 수 없었기 때문에, 이전의 모든 I/O을 모두 새로운 패널 및 I/O카드로 이동시키지 않고, 기존 PLC 섀시가 유지되었습니다.

솔루션 :

스마테크 오토메이션 SRL의 조지 마린스쿠(George Marinescu) 제어 엔지니어에 따르면, “4개의 로딩 램프를 이제 4명의 운전자가 자체 고급 운영자 인터페이스를 통해 개별적으로 제어하고 모니터링 한다. 주 서버는 어플리케이션을 호스팅하는데, 전용 소프트웨어를 사용해 운전자 패널에 제공된다. 게이트웨이 소프트웨어는 OPC 서버로서 터미널 관리 어플리케이션과 인터페이스하기 위해 사용된다.” 라고 했습니다.

운전스테이션은 로딩 과정의 제어(로딩 튜브의 위치 지정)와 모니터링(특정 램프/스테이션에 대한 모든 미터 및 스케일에 대한 질량, 부피, 밀도와 같은 실시간 로딩 데이터)을 위해 사용되어, 운전자는 2 가지 모드 중 하나로 작업할 수 있습니다.

  • 온라인 모드 모든 로딩 데이터는 터미널 관리 어플리케이션으로부터 수신되고 로딩 후 모든 로딩 결과 데이터가 다시 전송된다. (적재 질량, 부피, 평균 밀도, 온도, 사용 미터, 배치 번호 등)
  • 폴백(Fall-back) 또는 오프라인 모드 운전자는 데이터 테이블에 접속할 수 있어 터미널 관리 어플리케이션에서 정상적으로 수신된 데이터에 내용을 입력할 수 있습니다. 최종 결과 데이터는 SQL 데이터베이스에 기록되고, 다시 사용이 가능해지면, 터미널 어플리케이션으로 다시 보내기 위해 대기열에 저장됩니다. 오프라인 모드에서는 보고서 출력과 데이터 검색이 가능합니다. 오프라인 모드에서는 터미널 관리 어플리케이션의 일부 기능을 사용할 수 없을 때 그 기능을 복제합니다.

마린스쿠는 “이전 어플리케이션의 기능들이 분할되고 일부는 PLC 수준으로 이동되고(수위 및 용량관련 정보, 로딩 단계, 미터 연동) 일부는 소프트웨어 어플리케이션(로딩 결과 보고, SQL (Structured Query Language)데이터베이스로 취합)에서 구현되었다.” 면서  “시운전의 시간적 제한으로 PLC 랙은 그대로 두었다. 그러나 CPUAllen-Bradley® 1747-AENTR 이더넷 어뎁터로 교체했고 PCL 코드는 새로운 미드레인지 급의 PAC (Programmable Automation Controllers)로 이동시켜 적용하였다. “ 고 덧붙였습니다.

로크웰 오토메이션 Encompass™ 제품의 파트너인 프로소프트 테크놀로지(Prosoft Technology)4개의 MVI69L-MBS Modbus Serial Lite 통신 모듈을 PAC 섀시에 설치해 사용하여 시리얼 통신 기능을 제공했습니다.

결과 :

신규 시스템은 두 시스템간의 필요 데이터를 쉽게 교환시키면서 터미널 관리 어플리케이션에 완벽하게 인터페이스 되었습니다. 모든 기존 기능을 신규 시스템에 복제되었고, 이번에는 좀 더 개방적인 플랫폼이었고, 운전자 인터페이스와 PAC를 포함했습니다.

이 신규 플랫폼에는 새로운 기능을 쉽게 추가할 수 있습니다.(로딩할 신제품, 로딩 과정의 변경 및 개선, 신규 미터 추가 등) 그리고 더 이상 수동으로 데이터를 입력하거나 종이 보고서 관리와 같은 일로 시간이 낭비되는 일이 없었습니다.

마린스쿠는 “같은 고객을 대상으로 새로운 시스템에서 2개의 로딩 램프를 추가해 작업하고 있는데, 이번 램프들은 새로운 것이다. 핵심 시스템은 현대화된 것과 상당히 동일한 기능을 갖출 것이지만 램프가 새로운 것이고 시운전 시간의 제약이 크지 않기 때문에, 좀 더 발전된 제어 시스템을 최신 자동화 패널에 설계할 수 있다. 신규 시스템은 고급사양의 이중화 PAC와 함께 동일한 서버/소프트웨어/인터페이스 솔루션을 사용한다.” 고 설명했습니다.

그는 “로크웰 오토메이션 제품을 사용하는 진행 중인 다른 프로젝트들에는 화력 발전소의 탈염수 처리의 마지막 단계가 포함되며, 고급사양의 이중화 PAC, 고급 HMI 소프트웨어 및 하드웨어 솔루션 및 프로세스 I / O 모듈을 사용한다.” 라고 덧붙였습니다.

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