편재형 센싱, 자동화 추진의 동력

Technical Report

편재형 센싱, 자동화 추진의 동력

에머슨 프로세스 매니지먼트

무선 기술 및 계측계기의 적용으로 산업에는 새로운 국면이 나타나고 있다. 무선 기술과 계측계기는 이전에 사용할 수 없었던 데이터를 제공함으로써, 광범위한 산업 분야의 기업들이 보다 높은 안전성, 신뢰성, 수익성을 기반으로 운영할 수 있도록 도모한다.
편재형 센싱(pervasive sensing)의 경우, 전통적인 공정 제어와 안전 시스템의 경계를 능가하도록 기업의 비전을 확장하여, 현장의 안전성, 신뢰성, 에너지 효율성, 환경 보호와 같은 주요 비즈니스 영역에 대해 실시간 정보를 제공하는 것을 목적으로 설계되었다.
에머슨 프로세스 매니지먼트사는, 향후 10년 동안 편재형 센싱(Pervasive Sensing) 시장이 미화 160억 달러 규모인 기존의 측정 시장을 2배 이상 확대할 것이라고 추정한다.
에머슨의 무선 부문 부사장인 Bob Karschnia는, 편재형 센싱이 다음과 같은 세 가지 초석을 기반으로 구축되었다고 설명했다.

- 혁신적인 센서: 다 변수, 비 간섭형, 광범위한 영역 포괄
- 시운전이 손쉬운 구성 부품: 무선, 자체 전원 공급형, 구성 설정 불필요
- 유지 보수 불요 장치: 뛰어난 정확성, 검교정 불필요, 수명 주기 전반의 신뢰성 보장

자동 알고리즘
Karschnia는 다음과 같이 설명한다. “편재형 센싱은 제품이 아니라, 눈에 보일 정도의 현저한 향상을 이끌어 고도의 신뢰성 및 정확성을 산출하는 하나의 결과물이라 할 수 있습니다. 현재, 자동 알고리즘을 활용한 비 간섭형 센싱을 통해 비용 절감까지 수반하도록, 편재형 센싱은 한 단계 더 높은 수준으로 새롭게 발전하고 있습니다.”
“편재형 센싱은 그동안 구현이 어렵고 많은 비용이 소모된다는 이유로 제한적으로만 활용되어 왔습니다. 하지만 이제는, 혁신적인 센서, 무선 통신, 비 간섭형 설치, 전원 공급 기술, 진보된 분석 성능, 전문성 내장, 모바일/위치 기술 등과 같이, 편재형 센싱에 적용할 수 있는 관련된 모든 영역이 현저하게 발전되었습니다.”
“에머슨의 편재형 센싱은, 시설의 가동 둔화 및 정지와 같은 문제의 감소, 적시 전달을 위한 위험성 축소 도모, 환경 쟁점 및 벌금 문제 방지를 목적으로, 사용이 용이하며 실행으로 옮길 수 있는 정보 및 솔루션을 통해, 시스템을 수정하고 변경할 수 있는 능력을 제공하는 것에 초점을 맞추고 있습니다.”
“현장의 펌프 고장 모니터링부터 식품 가공 산업의 증기 손실에 이르기까지, 안전성 및 환경 규제 준수는 편재형 센싱이 해결해야 할 핵심 과제입니다.”
Karschnia에 따르면, 무선 및 센서 기술을 비롯한 설치 기법의 발전으로 인해 기업들은 이제 저렴하고 사용하기 쉬운 센서 네트워크와 더불어 비 간섭형 무선 기술을 설치하여, 작업의 모든 측면을 지속적으로 모니터링 할 수 있게 되었고, 이를 기반으로 보다 향상된 의사 결정과 보다 신속한 조치 실행이 가능해졌다고 한다.
“이 접근법은 한층 넓은 범위에서 보다 심도 깊은 데이터를 수집하여, 비즈니스 측면에서 중요한 일군의 새로운 운영 측정 사항을 제공하도록 하며, 해당 측정 사항은 공정 자동화 기능에서 별도로 관리할 수 있게 합니다”라고 Karschnia는 강조했다.

지역 시나리오
호주 Perth 지역에 근무하고 있는 에머슨의 자동화 컨설턴트인 Jon Weidenbaum는 편재형 센싱이 기존의 경우 시설의 물리적 배치와 지원 기술에 의해 좌우되었던 공정 및 자산 데이터에 대해 제한되지 않는 자유로운 접근성을 촉진하는 기술적 원동력이라고 평했다.
하기는 Weidenbaum의 설명이다. “이제 기술은 발전되었고, 업계 전반에서는 데이터에 대한 요구가 점점 더 커지고 있는데, 이러한 요구는 대부분 운영 효율성 증진, 자산 최적화, OH&S(직업 안전 및 건강) 향상을 원하는 경영진의 압박으로 인해 촉발되곤 합니다.”
“오일 및 가스, 전력, 물, 광업 및 금속과 같은 업계들은 모두 원격 현장에 자산을 배치하고 있고, 이에 따른 인력의 안전성 및 환경 문제에 관한 우려를 갖고 있기 때문에, 호주 내에서는 편재형 센싱에 대한 특별한 요구가 제기되고 있습니다.”
“편재형 센싱에 무선 기술을 활용할 경우, 현재의 운영 시스템이나 생산에 영향을 미치지 않으면서 추가적인 데이터 수집을 할 수 있습니다. 또한, 편재형 센싱을 통한 데이터 모니터링 및 수집은, 원격에 위치한 현장에 방문해야 하는 숫자를 연간 수천 건이나 감소시켜, 자산 효용성과 인력 안전성을 강화합니다.”
“역설적이지만 오늘날의 세계에서 확실한 것 한 가지는, 고객이 당장 내일 요구하게 될데이터가 무엇인지 단정할 수 없다는 불확실성입니다. 현재, 고객의 필요성을 좌우하는 일반적인 동인으로는, 환경 및규제 요구 사항, 자산 최적화, 건강 및 안전성, 공정 효율성, 비용 민감성 등을 들 수있습니다.”
“무선 현장 구현을 통한 편재 기술은, 현재의 운영 및 생산에 미치는 영향력을 최소화하면서 향후에 발생할 수 있는 고객의 요구에 보다 포괄적으로 대응할 수 있는 유연한 접근법을 제공합니다.”
“원격지의 현장에서 자산 및 소모품의 모니터링은 통상 수동 방식으로 시행되고 있으며, 원거리에 떨어진 현장의 위치적 특성으로 인해 2 ~3 개월 마다 한번 정도로 드물게 행해지기도 합니다.”
“이러한 경우, 기업은 해당 기간 동안 자산의 모니터링 및 보호를 수행하지 않았기 때문에 야기되는 비용과 손상이 어느 정도인 지에 대해 자문해봐야 할 것입니다.”

시정 조치
상기에 대해, Weidenbaum는 현장 자산 무결성의 손상, 환경 영향력, 업체 명성의 손상을 포함하여 그 결과가 엄청날 수 있다고 지적했습니다. 더불어, 그는 무선 편재형 센싱을 배치할 경우, 기업들은 잠재적인 운영 및 자산 문제가 있을 시 실시간으로 미리 경고를 받게 되고, 이에 따라, 신속한 결정을 내려 시정 조치를 취할 수 있다고 설명했다.
“편재형 기술은 자산 상태 및 공정성과에 대한 이해를 증진시켜, 보다 예측적인 위험 관리 접근법이 구현될 수 있게 하고, 이를 통해, 시의 적절하게 조치를 취하고, 올바른 장비 및 교체 부품을 지참하여 현장을 점검할 수 있도록 도모합니다.”
“편재형 네트워크의 경우, 현장에 근접한 자산에 원활한 연결성을 제공하기 위해, 통상 무선 가능 계기와 원격/분산 RTU(원격 측정 명령 처리기)로 구성될 것입니다.”
Weidenbaum는, 유정 웰 헤드(well head)를 고정된 현장이 아니라 이동하는 자산의 집합으로 재조명해야 한다는 필요성이 제기되고 있고, 위험성 기반 관리가 강조되는 경향이 두드러지기 때문에, 특별히 비전통식 오일 및 가스 분야(석탄층 메탄 및 셰일 가스)를 중심으로 향후 편재형 센싱에 대한 수요가 한층 확대될 것이라고 지적했다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 편재형 센싱, 자동화 추진의 동력