모션 네트워크로 원거리 자동화 시스템 완성
모션 네트워크로
원거리 자동화 시스템 완성
미국 알라버마의 소도시 레인스빌(Rainsville)에서는 하수 처리 공장의 오수처리 용량을 올리면서 자동화 솔루션을 실현했다. 하이테크 시스템(Hi-Tech System)은 이를 위해 프로피넷(Profinet)과 컴포넌트 기반 자동화(CBA) 네트워크를 선택하였으며, 모션 콘트롤 센터(Motion Control Centers)가 설치된 몇 개의 건물과 광범위한 공장 내부를 효율적으로 통합하고 있다. 또한 원격 진단 기능을 가진 IT 솔루션으로 자동화 컴포넌트 사이의 통신 결합을 실현하고 있다.
자료제공/ 지멘스(www.siemens.seoul.kr)
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| 레인스빌 하수 처리 계획에서 개별 시스템 단위들간의 원거리는 극복되어야 할 과제였다 |
미국 알라버마의 소도시인 레인스빌에서는 하수 처리 공장의 오수처리 용량을 평균 30%로 올리고자 했다. 최대 처리량을 증가시켜 심한 폭우로 인해 범람하는 빗물의 수용량을 높이고자 한 것이다.
이를 위해 하이테크 시스템(Hi-Tech System)은 프로피넷(Profinet)과 컴포넌트 기반 자동화(CBA) 네트워크를 선택하여 자동화 솔루션을 실현하였으며, 원격 진단 기능을 가진 자동화 컴포넌트들 간의 통신 결합도 실현했다. 레인빌스와 같이 도시의 각종 오수는 시의 오수 처리 공장으로 유입되며, 그 대부분은 일반가정에서 유출되는 생활 하수가 차지하고 있다. 공장들 역시 하수 처리 시스템으로 공장 오수를 배출하고 있다.
만일 이러한 오수가 약물처리 공정에서 발생된 화학약품이나 식품가공 공장에서 배출된 유기물질 등으로 인해 오염되었다면, 오수가 공공 하수 시스템으로 배출되기 전에 사전처리 과정을 거쳐야만 한다. 즉 병원체로부터 주민들을 보호하기 위해서 순환과정 이전에 몇 단계의 처리공정으로 오염된 물의 정화나 살균처리가 필요하다고 할 수 있다.
이더넷 스위치로
데이터 운송 제어
알라버마 주의 랜스빌은 섬유산업이 번창한 곳이며, 시의 오수 처리 공장은 개인가구와 상업적 비즈니스 모두를 위해 가동되고 있다. 최대 처리량 증가로 인해 랜스빌의 오수 처리 공장은 16000m²이상 확장되었으며, 그 결과 지금까지와는 달리 공장 내에서 훨씬 먼 거리를 연결할 수 있는 통신 솔루션이 요구되었다.
공장은 모션 컨트롤 센터(Motion Control Centers)가 설치된 몇 개의 서로 다른 건물로 구성되어 있다. 이들은 전처리, 무균 통풍, 정화, 살균과정과 같은 처리 단계를 거쳐 유입된 물과 송수될 물의 양수 및 거름 작업을 실행하고 있다.
하이테크 시스템(Hi-Tech System)은 공장 시스템의 다양한 부분을 연결하기 위해서 프로피넷 프로토콜을 사용하여, 이중화 광섬유 링이 적용된 산업용 이더넷(Ethernet)을 선택하고 있다. 총 연장 1800 미터에 이르는 링 네트워크는 스테이션 사이에 최소한 360 미터의 간격을 두고 있으며, 구리와 광섬유 케이블로 디자인된 Scalance X-200 산업용 이더넷 스위치로 네트워크 내에서 데이터 운송을 제어하고 있다.
여기에서는 링 이중화를 위해 통합 관리자가 장착되어 있으며, 화학약품 첨가 작업과 다른 양수 작업을 담당하고 있는 스테이션들은 Simatic ET 200S I/O 모듈을 사용하여 네트워크에 연결되어 있다. 이들은 모두 직접 프로피넷 주 배선에 연결될 수 있다.
씬 클라이언트로
원격 감시 시스템 구축
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| 사이트에 걸쳐 분산된 스테이션 내의 설비 및 제어는 프로피넷과 프로피버스에 의해 서로 연결된다 |
오퍼레이터가 항상 이벤트를 관찰할 수 있기 위해서는 적합한 HMI가 필요하며, 원격 스테이션에 발생하는 사항에 대해서도 관찰이 가능해야 한다. WinCC의 씬 클라이언트(Thin Client) 테크놀로지는 제어룸에 중앙 서버를 가지고 있는 것이 특징이며, 시스템의 각 부분들에 초박형 씬 패널이 장착되어 있다. 이것은 원격 감시에도 최적의 솔루션이며, 오퍼레이터가 다른 지역에서 작업하고 있을 경우에도 항상 이벤트를 관찰할 수 있도록 해준다.
이 사이트의 주변을 이동하고 있을 때에는 해당 오퍼레이터가 후지쯔 지멘스(Fujitsu-Siemens) PC의 도움을 얻어 시스템 상의 정보를 무선으로 얻을 수 있다. 원격 진단용 설비는 주 제어실에 연결된 DSL/VPN을 포함하고 있으며, 연결된 모든 스테이션들은 원거리일지라도 모두 해당 지역에서 접속할 수 있다.
제어 아키텍처는 프로피버스(Profibus)와 프로피넷 인터페이스를 갖춘 Simatic CPU S7-317-2 PN/DP로 구성되어 있으며, 이것은 전체 오수 처리 공장에 걸쳐 분산되어 있다. 사이트가 이미 프로피버스에 대해 네트워크로 연결된 드라이브들을 가지고 있으며 제어와 필드 디바이스들이 프로피넷을 사용하여 프로그래밍되거나 구성될 수 있기 때문에 하이테크 시스템은 바로 이러한 네트워크 조합을 선택하였다. 또한 각각의 PLC가 프로피버스에 연결된 하나의 MCC를 모니터링 하기 때문에 결과적으로 데이터를 전송할 때 별도로 프로그래밍할 필요가 없는 것도 사이트 선택의 이유가 되었다.
프로피넷의 사용은 프로피버스 네트워크 상의 디바이스들에서 프로피넷의 디바이스들에 이르는 끊임없는 경로정보를 향한 IE/PB 연결 능력 때문이며, 프로피넷은 이러한 어플리케이션에 의해 특별한 이점을 제공하고 있다. 이러한 옵션은 Simatic PDM 자산 관리 툴(Asset Management Tool)을 지원하기 위한 필수적인 전제요건이며 또한 드라이브 모니터링에도 사용될 수 있다. 또한 엔지니어들은 프로그래밍과 서비스를 목적으로 프로피넷이나 프로피버스에 연결된 PC와 다시 여기에 연결된 시스템 내의 모든 디바이스에 접근할 수 있다.
하이테크 시스템의 엔지니어들은 프로피넷/CBA 솔루션을 통해 엔지니어링, 설치, 커미셔닝까지 별도의 연결(Hitch) 없이 원활하게 실행할 수 있으며, 이에 대해 매우 만족하고 있다. 이 솔루션은 빌딩의 각 부분을 손쉽게 통합함으로써 공장 확장과 원격 펌프 스테이션 통합에 쓰일 수 있으며, 프로피버스의 구현을 통해 설치와 테스팅 작업에 걸렸던 상당한 시간을 절감할 수도 있다.
이와 같이 레인빌의 하수 처리 공장은 성능 용량을 배가시키는 데 성공했으며, 그에 따라 미래형 확장 계획을 무난하게 진행할 수 있었다.
