표준화된 컨트롤 시스템

한 컨트롤 솔루션 회사가 네덜란드 가스공급 업체 전체 천연가스 네트워크를 통합하였다. 여기에서 가장 중요한 것은 보안인데, 다른 시장에도 적합한 표준을 만들 수 있었다.

라이너 비퍼만(Reiner Wippermann): Rockwell AutomationGmbH소속 직원

시스템에는 전부 합쳐서 이런 컴프레서 스테이션 22개가 있다.

2013년에 Gasunie는 네덜란드에서 가스터빈으로 가동되는 컴프레서를 위해 새로운 컨트롤 시스템을 공모하였다. 이 회사는 15,500km 길이의 라인과 가스가공 및 분배를 위한 많은 스테이션을 가동하고 관리한다. 여기에는 컴프레서 스테이션 22개, 믹싱 스테이션 19개, 제어 및 측정 시스템 93개, 익스포트 스테이션 14개, 가스 전달 스테이션 1,300개, 공기 분리 스테이션 2개, 액상 천연가스, 천연 가스, 질소를 위한 일련의 저장장치들이 포함되어 있다.

시스템 통합자인 Rockwell Automation은 Bilfinger Greylogix의 심층적인 기술과 응용 프로그램과 연결하는 개방성, 유연성, 확장성 덕분에 2014년 말에 이 프로젝트를 수주할 수 있었다. 여기에는 Rockwell Automation의 Allen Bradley 컨트롤 솔루션이 중요한 역할을 하였고, 가스터빈 제어를 위한 자동화 레벨이 큰 역할을 하였다. 첫 번째 단계에서 Bilfinger Greylogix의 목표는 표준화였다. 이 프로젝트는 50개 가스터빈(3개 제조사의 8가지 모델)의 통일된 운전 방법을 수립하여, 다양한 컨트롤 시스템에서 발생하는 측정 불가능한 사항들을 제거하는 것이었다. 표준화는 2016년에 실질적인 현대화 프로젝트를 따랐고, 오멘 압축 스테이션에서 Bilfinger Greylogix는 2개 제조사의 6개 UCP(unit control panel)을 교체하는 것에서 시작하였다.

해결해야 할 과제인 표준화

터빈은 운전 조건에 따라 40년 이상 사용할 수 있다 하더라도, 가스터빈 UCP는 대략 15년 내지 20년마다 현대화해야 한다.

Bilfinger Gerylogix 가스터빈과 컴프레서 시스템분야 팀매니저인 클라우스 토마스는 다음과 같이 설명하였다. „터빈 자체는 40년 이상 사용할 수 있어도, 가스터빈의 UCP(unit control panel)은 대략 15년 내지 20년마다 업데이트해야 합니다. 표준화 프로젝트의 목적은 50개 UCP에 대한 공통된 표준을 만드는 것입니다. 터빈기술에 따라 사소한 변화를 감안해야 하고, 공통의 모토는 통일시켜야 했습니다. UCP는 심장부로서 일반적인 컨트롤 기능과 HMIF 기능을 제공하며, 회전수와 진동 모니터링을 위한 계측을 지원해야 합니다. 이는 기존의 방법을 뛰어넘는 특수한 요구사항입니다. 또한 여러 커뮤니케이션 프로토콜에 적합하고 다양한 제3의 공급자 시스템에도 연결할 수 있는 솔루션을 적용해야 했습니다.“(클라우스 토마스)

„기간이 길었지만, 처음부터 Rockwell Automation의 통합 아키텍처 솔루션을 기반으로 준비했습니다. 이것이 우리가 수주할 수 있었던 이유 가운데 하나가 아닌가 생각합니다. Gasunie는 다른 자동화 공급자의 OEM 시스템도 같이 사용하고 있지만, 이 프로젝트 요구 사항이 Rockwell-Automation 솔루션이 제공하는 기능들과 대부분 일치했고, Allen-Bradley 브랜드의 제품이 익숙하여 선택하는데 긍정적으로 작용하였습니다.”(클라우스 토마스)

분리된 컨트롤 솔루션

터빈은 프로그래밍이 가능한 Allen-Bradley-Controlllogix 자동화 컨트롤 시스템(PAC)에 의해 제어되고, 이 시스템은 OPC 연결을 통해 시각화 시스템(HMI)과 통신한다. „CPU 요건은 매우 높은데, 최근 Rockwell Automation이 강력한 CPU인 Controllogix 1756-L85E PAC를 출시하였으며 이 컨트롤러는 제시되는 요구사항을 훨씬 능가했습니다.“(클라우스 토마스) 메인 UCP는 두 개의 스위치 캐비닛을 포함한다. 하나는 Allen-Bradley 하드웨어를 갖추고 있고 다른 하나는 제3의 공급자의 파워서플라이, 터미널블럭, 절연증폭기, 퓨즈, 제너배리어와 같은 컴포넌트를 구비하고 있다. 보안 솔루션은 전체 제어인프라의 핵심적인 요소이다. „천연가스를 취급할 경우 보안이 매우 중요한 관건입니다. 우리는 배리어나 Atex 표준을 기반으로 신호처리 장치를 이용하여 보안을 해결합니다. 시스템의 안전관련 요건을 보완하기 위해서 Hazop/SIL을 이행하고 있습니다. Controllogix와 기능상 보안에 관한 모든 요건을 충족하는 보안 컨트롤 시스템 Allen Bradley Guardlogix로 구성되는 솔루션을 개발하였습니다“(클라우스 토마스)

이 프로젝트의 다른 중요한 측면은 계측에 있다. „Gasunie는 프로젝트를 시작하면서 기존의 기술을 기반으로 하는 솔루션을 제시하였습니다. 그런데 이 블랙박스 기술을 넘어, 진동과 회전수 측정을 위해 추가된 시스템을 정의하였습니다. 다른 자동화 공급자들은 회전수 측정 기능을 제공하지만, 진동 모니터링을 위한 기능은 제공하지 않습니다. 이 점이 Rockwell-Automation 아키텍처와 Allen-Bradley-Dynamix-1444 시스템의 장점입니다. 이 터빈을 위해 필요한, 특정 시간에 민감한 기능을 지닌 상태 모니터링 기능을 UCP와 약 20ms의 반응 시간으로 실현하기 위해 전용 시스템이 필요 없다는 것이 확인되었습니다.“(클라우스 토마스)

더욱 간편해진 정비

Gasunie는 표준화 프로세스와 이어진 Rockwell-Automation 솔루션덕분에 하나의 공급자 플랫폼에서 모든 것이 실행되는 통합 솔루션을 사용한다. UCP의 익숙한 외관 외에 정비가 간단하고 예비부품이 효율적으로 관리된다. Bilfinger Greylogix는 Gasunie로부터 서비스 계약을 체결하였다. 이 계약은 정비 서비스, 예비부품 관리, Allen-Brdley 시스템에 대한 자세한 컨설팅을 포함한다. 이 통합 솔루션은 향후 몇 년 동안 새로운 아키텍처가 유지된다고 하더라도 훨씬 간단하게 규모를 변경하고 확장할 수 있다. „Allen-Bradley 솔루션을 기반으로 하는 계측에는 분명한 이점이 있습니다. 채널 당 시스템 비용이 블랙박스 접근방식보다 훨씬 낮아집니다. 이전 솔루션은 공간이 많이 필요했고 추가의 배선이 필요했지만 새로운 솔루션을 이용하여 진동 데이터를 바로 HMI 시스템이나 PAC 시스템에서 확인할 수 있습니다. 또한 데이터 베이스의 실시간 데이터 수집을 통해 실시간 정확도가 유지되고 히스토리 데이터와 비교도 가능합니다. 팀과 접촉한 동료들은 매우 만족했습니다. 우리는 장기적인 협력을 위한 초석을 마련했습니다. (클라우스 토마스)

이어지는 프로젝트를 위한 기반

많은 컨트롤 컴포넌트가 Rockwell Automation의 브랜드인 Allen-Bradley이다.

„Rockwell-Automation 솔루션을 기반으로 만든 표준으로 새로운 시장 기회를 만들어보고자 합니다. 우리는 한 가지 시스템 유형에만 집중하는 것이 아니라 많은 기술 영역의 광범위한 노하우를 보유하고 있습니다. Allen-Bradley의 컴포넌트는 최적의 솔루션을 개발하는 데에 큰 도움이 되었습니다. 이 솔루션은 미래의 프로젝트를 위한 토대가 되었습니다. 현재 북유럽에 있는 발전소 프로젝트를 구상 중에 있으며, 다른 현대화 프로젝트 입찰에도 참여할 계획입니다. 여기에도 모두 Rockwell-Automation 기술을 기반으로 하고 있습니다.“(클라우스 토마스)