새로운 연료를 위한 새로운 동력

 

[월간 무인화기술 2월호]

새로운 연료를 위한 새로운 동력

Center Ethanol - 지멘스

 

Center Ethanol은 1년에 2억 4백만 리터의 용량을 가지고 156,000 톤의 건식 증류 곡물도 생산하는 그린필드 프로젝트에서 운영 능력을 지속적으로 향상시켜왔다.

Center Ethanol 사의 한 공장은 Simatic PCS 7 공정 제어 시스템을 통해 미국 바이오 연료 시장의 어려움을 극복하는 데 도움이 되는 효율성을 확보했다.

미국의 에탄올 원재료와 생산 가격은 지난 몇 년 동안 큰 타격을 입었다. 결과적으로, 한때는 2022년까지 1360억 리터의 재생 연료의 생산을 요구하는 에너지 독립 및 안보법(Energy Independence and Security Act (H.R. 6)) 덕분에 호황을 누렸던 많은 신설 업체들이 문을 닫았다. 하지만 일리노이 주 소젯(Sauget)의 Center Ethanol 공장 플랜트 매니저 토니 뉴턴(Tony Newton)에 따르면, 이러한 하락 시장에서 생존하는 열쇠는 올바른 전략을 가지는 것이다. 안정된 투자를 확보하고, 공급자 가격을 협상하며, 새로운 생산 효율을 찾아냄으로써, 2억 4백만 리터의 플랜트 처리 용량을 가진 이 공장은 지금도 번창하고 있다.

약 1년 전 생산이 시작된 이후로 Center Ethanol은 Simatic PCS 7 공정 제어 시스템에 프로그래밍을 추가하며 운영의 효율을 계속해서 높여 왔다. Center Ethanol은 미국에서 지멘스의 시스템을 설치한 100번 째 대체 연료 생산 플랜트이다. Delta T Corporation에 의해 설치된 PCS 7은 1년에 156,000 톤의 건식 증류 곡물도 생산하는 이 그린필드 프로젝트에서 안정성 있는 기능을 수행해 왔다. 뉴턴은 지멘스의 잘 구축된 원재료 기술 전문 지식과 결합한 PCS 7 시스템의 유연성은 연속식 운영 공정 플랜트의 수많은 분야에서 많은 도움이 되었다고 말한다.

 

프로그래밍 추가로 효율성을 높이다
Center Ethanol은 다양한 장비의 시작, 정지, 셧다운을 위한 표준 운영 절차를 간략하게 보여주는 PCS 7 시스템 화면을 구축했다.

이 공장은 또한 운영자들에게 범위를 벗어난 공정 파라미터를 해결하는 방법을 지시하는 프로그래밍도 도입했다. “만일 공정이 파라미터를 벗어나면, 네 개의 운영자 스테이션이 설치된 중앙 통제실의 기술자들에게 경보가 올립니다. 운영자들은 설비를 점검하거나, 실험실에서 알려주는 정보와 설비가 알려주는 정보를 교차 점검합니다. 이것은 온도, 압력, 그 외 수많은 변수들의 제어 작업을 현저하게 향상시켰습니다”라고 뉴턴은 말한다.

운영자는 페이스플레이트와 인터록 화면의 기호를 클릭하여 재빨리 장치와 공정 인터록의 상태를 확인할 수 있다. 또한 운영자는 통제실에서 전체 플랜트의 포괄적인 시야를 확보하며, 더 많은 정보를 얻기 위해 특정한 장치 또는 특정한 공정 구역을 세부적으로 보는 것도 가능하다. 뿐만 아니라 Center Ethanol은 효소와 화학 첨가제를 더 원활하게 통제하기 위해 프로그래밍을 추가했다. “이제 공정에 대한 화학 첨가제 투여를 최적화할 수 있기 때문에 더 많은 비용을 절약하고 있습니다"라고 뉴턴은 말한다.

“또한 공정 효율성의 프런트 엔드를 향상시키는 부분에서 많은 성과를 올렸기 때문에 전체 플랜트는 불안정하게 요동치는 대신에 좀 더 안정된 상태를 유지합니다. 새로운 프로그래밍은 올바른 발효 레시피를 가지고 시작할 수 있게 해주며, 프런트 엔드의 제어를 통해 안정된 상태의 발효가 가능하므로 전체 공장은 더 효율적으로 운영됩니다.”

 

트렌딩 및 교육
뉴턴은 제어 시스템의 트렌딩 기능 덕분에 최소한 석 달 간의 히스토리컬 데이터를 Excel 스프레드시트로 불러올 수 있기 때문에, 운영자는 수동 데이터 입력으로 시간을 낭비할 필요가 없다고 말한다. “우리는 매일 트렌딩을 사용합니다”라고 그가 설명한다. “통제실의 친구들은 탱크 레벨의 아주 미세한 차이도 도표 상에서 추적하고 조정할 수 있습니다. 또한 우리는 트렌딩 기능을 이용하여 건조기의 온도, 압력, 유량, 전류 등이 올바른 수준인지 확인할 수 있습니다.”

Center Ethanol에서 PCS 7 시스템을 사용하는 다수의 기술자들은 또 다른 지멘스 시설인 에드워즈빌의 서던 일리노이 대학의 National Corn to Ethanol Research Center (NCERC)에서 교육 받았다. 3,252 ㎡에 달하는 NCERC는 에탄올을 더 효율적으로 생산하여 수율 증가와 비용 감소로 이어질 수 있는 신기술의 상업화를 촉진한다. 또한 미국 전역의 바이오 연료 정제 공장을 운영하고 관리할 수 있는 유능한 인력에 대한 높아지는 수요를 충족시키는 중요한 역할도 수행하고 있다.

 

성공 레시피의 중요한 재료
현재 뉴턴은 필요하다면 PCS 7 시스템이 더 많은 부가 프로그래밍을 수용할 수 있다고 말한다. Center Ethanol은 플랜트의 에너지 비용을 절감하기 위하여 시스템에 Advanced Process Control(고급 공정 제어) 기능을 추가하는 문제를 고려하고 있다. “직원들은 이 시스템을 좋아하고, 잘 설계되었다고 이야기하고 있습니다. 정보는 화면에서 화면으로 자연스럽게 흘러가고 이해하기 쉽습니다. 또한 공정의 다양한 특성들이 어떻게 제어되고 있는지 파악하는 것도 쉽습니다. 하지만 그것 못지않게 중요한 것은, PCS 7 시스템이 새로운 아이디어를 통해 시스템을 향상시킬 가능성을 증가시킨다는 사실입니다. 시스템의 능력은 아직 완전히 사용되고 있지 않습니다. 이것은 앞으로 Advanced Process Control 같은 기능을 추가할 수 있다는 것을 의미하기 때문에 좋은 일이지요. 또한 최대한 혁신적이고 효율적이어야 한다는 점에서 우리의 성공 레시피에 아주 잘 들어맞습니다”라고 뉴턴은 말한다.

 

 

Simatic PCS 7의 공정 가시성은 온도 압력 그 외 수많은 변수들의 제어를 현저하게 향상시켰다.