Simatic S7-1200 및 Simatic 베이직 패널이 새로운 자동화 표준으로 채택됐다.
냉방 및 공조 기술자들은 앞으로 KKT의 혁신적인 냉각 및 에너지 절약 시스템을 이 표준 기술로 제어할 계획이다. 이 혁신적인 시스템이 바로 에너지 절감량, CO2 배출량, 비용 절감 효과, 에너지 절약 시스템의 손익분기점을 정확히 알려주는 ‘에너지 절약 미터’다.


KKT Kraus는 콤팩트 성능 등급의 Simatic S7-1200 및 Simatic 베이직 독일 뉘렘버그 인근의 라우프에 소재한 KKT Kraus Kalte- und Klimatechnik은 스위스 Schulthess Group 계열사 중 하나로 직원은 약 200명 규모다. KKT Kraus는 에너지 효율성이 높고 환경 친화적인 시스템 솔루션 전문 업체로 30년 이상 활동해 왔다. 소위 공융팩(Eutectic Pack)을 이용한 KKT의 고속 쿨러는 대표적인 에너지 절약 솔루션 중 하나다. 이미 공융팩 자체가 냉장 제품 운송에서 드라이 아이스의 경제적인 대안으로 인정받고 있다. KKT의 고속 쿨러는 사용된 냉각팩의 핵 온도를 최대 10시간 이내에 필요한 수준으로 낮춘다. 이중화 제어 프로세스를 사용하며 2가지 크기로 출시됐다. 두 모델 모두 증발기와 팬 어셈블리로 구성된 완전히 독립적인 2개의 냉각 회로를 갖고 있다. 따라서 한 냉각 회로의 고장 또는 오작동이 발생해도 항상 나머지 한 회로를 비상 운영이 가능하다.

높은 신뢰성
원래 설치된 타사 컨트롤러에서 문제가 자주 발생했기 때문에 지멘스가 KKT의 가격 대비 성능 요구를 충족하는 Simatic S7-1200 콤팩트 컨트롤러를 출시했을 때 KKT는 즉각적으로 반응했다. Simatic S7-300 시리즈 컨트롤러가 1,000개 이상 판매됐고, 그 중 일부는 10년 이상 아무 문제없이 작동했다는 점도 시선 끌기에 충분했다. KKT는 고속 쿨러의 냉각 회로 각각을 CPU 1211C(팬) 1대와 CPU 1212C 1대(증발기)로 제어할 계획이다.

가장 큰 장점으로는 지멘스의 콤팩트 컨트롤러가 상온부터 -25°C까지 설치 가능하도록 설계됐다는 점이다. 따라서 고장 위험 없이 증발기 바로 옆에 설치 가능하다. 이 컨트롤러는 팬, 성애 제거, 도어 접촉, 조명 및 작동 상태를 나타내는 트래픽 신호를 제어 및 모니터링한다. ±1°C의 온도 분해능을 제공하는 센서 장치(온도 센서/트랜스포머)는 S7-1200에 내장된 I/O를 통해 연결할 수 있기 때문에 추가 I/O 모듈(신호 모듈)을 설치할 필요가 없다. 또한 통합 PROFINET 인터페이스를 통해 2개의 팬 컨트롤러를 연결시켜 이중화 제어 구조를 구현한다. 보통 두 시스템을 서로 다른 장소에 설치하는 경우가 흔하기 때문에 이처럼 간단한 고속 네트워킹으로 배선 및 설치비용을 대폭 절감시킬 수 있다. KKT는 동일한 조건 하에서 시운전, 운영 및 서비스가 가능하도록 표준화된 시스템 구조를 선택했고, 팬 컨트롤러는 4포트 비제어식 이더넷 스위치인 CSM 1277 콤팩트 스위치 모듈로 확장했다. 그리고 두 냉각 회로의 온도 및 스위칭 시간 설정과 시각화를 위해 Simatic KTP400 Mono PN 베이직 패널(4개의 기능 키가 있는 3.8인치 터치스크린 탑재)을 연결했다. 이 베이직 패널은 스위치 캐비넷 전면에 고정 설치하거나 서비스가 필요할 때 KKT 기술자가 일시적으로 연결할 수 있다.

기대 이상 절약 효과
현재 KKT는 지멘스의 콤팩트 컨트롤러(3가지 성능 등급)와 베이직 패널(7개 모델)을 다양한 방식으로 조합해 사용하고 있다. KKT 직원들은 산업용 냉각 시스템의 에너지 절약 시스템(ESS)에 옵션으로 추가 장착이 가능한 ‘에너지 절약 미터(Energy Saving Meter)’를 개발했다. 이 시스템은 기존 컨트롤러 교체 없이 추가 장착이 가능하고 외부 공기를 냉방에 이용한다. 외부 온도가 아주 높을 때는 주 냉각 시스템을 최대 출력으로 작동시키면 된다. 그 결과 시스템에 따라 최대 80%의 에너지가 절약되고, 보통 2년 내에 투자비 회수가 가능하다. 또한 ESS의 모든 운영 파라미터를 지속적으로 기록하고 에너지 절감량(kWh), CO2 배출량(톤) 및 현재 전기 요금을 기준으로한 운영비(유로)를 계산해 시각화한다. 또한 시운전과 최종 재설정 후 누적된 수치가 화면에 표시된다. 최신 버전에는 작업자가 투자비용을 기록하는 기능도 추가됐다. 손익분기점에 도달하면 흑백 화면에 표시되고 ESS는 이 시점부터 순이익을 얻게 된다.

또한 에너지 절약 미터는 환경에 대한 KKT의 신념을 대변하고 환경 보호에 대한 경각심을 일깨우는 수단이기도 한다.

현장에서 에너지 효율성 증명
독일 헤일브론에 위치한 Karl Marbach는 골판지 포장 생산용 공구를 위한 시스템 공급업체로 KTT 에너지 시스템의 효율성을 입증한 첫 번째 사례 중 하나다. Marbach는 절약 효과와 기존 KKT 에너지 절약 시스템의 실제 환경 보호 효과를 정확히 알고자 했고 동시에 이를 관심 있는 고객들에게 보여줄 수 있기를 원했다. 이를 위해 Simatic S7-1200(CPU 1211C)에 그래픽 기능이 있는 Simatic KTP1000 컬러 PN 베이직 패널(10.4인치 디스플레이, 해상도 640×480픽셀)을 조합했다. KKT는 PLC 및 HMI 환경을 통합하는 Simatic Step 7 Basic 엔지니어링 시스템을 이용해 이해하기 쉬운 동영상 프로세스 다이어그램을 만들었다. 이 다이어그램에는 냉각 회로, ESS의 현재 냉각 효율, 그리고 앞서 언급한 각종 절약 지수가 표시된다. 또 다른 화면은 측정값, 사용자 정의 설정값 및 기타 절약 데이터를 상세히 보여준다.

Marbach는 에너지 절약 미터를 통해 에너지 절약 효과를 간단하게 추적할 수 있다는 점에 크게 감명받아, Geyser 현장 내 새 냉방 시스템에 KKT Kraus의 에너지 절약 시스템과 에너지 절약 미터를 사용하기로 결정했다. 또한 에너지 절약 시스템의 모든 컴포넌트를 Simatic S7-1200(CPU 1212C)로 제어할 수 있다는 점을 활용해 KTP400 모노크롬 베이직 패널과 함께 더 저렴한 버전의 에너지 절약 미터를 선택했다. 에너지 절약 미터는 단기간 내에 투자비 회수가 가능하기 때문에 비용 절감 효과가 크다.

Lauf의 개발자들은 고객들의 에너지 절약 시스템 선택을 돕기 위해 Simatic S7-1200, Simatic 베이직 패널 및 각종 시스템 연결 장치로 구성된 휴대용 박스 형태로 시뮬레이션용 에너지 절약 미터를 설계했다. 이 시뮬레이터로 냉방 시스템에서 얻을 수 있는 에너지 절약 효과를 고객들에게 직접 보여줄 수 있다.

PLC/HMI 위한 효율적인 통합 엔지니어링
KKT의 PLC 기술자 Frank Aschenbrenner는 지멘스의 콤팩트 컨트롤러 시리즈가 매우 직관적이고 간단하다며, “Simatic Step 7 Basic에 통합된 PLC 및 HMI 엔지니어링 프로그램은 별도의 설명이 필요하지 않다. 어느 정도 경험 있는 프로그래머라면 바로 사용이 가능하고 필요하다면 포괄적인 온라인 지원도 받을 수 있다”고 각종 변수를 자동으로 일치시킨다고 설명했다.

HMI에서 변수를 수정하는 즉시 PLC에 적용되고 그 반대의 경우도 마찬가지다. KKT의 프로그래머들은 보통 노트북에 모니터를 연결해 2개 화면을 사용한다. 이제 복잡한 I/O 필드를 만들고 검색한 후 복사해 붙여 넣을 필요 없이 한 모니터에서 다른 모니터로, 즉 HMI에서 PLC로 변수를 끌어 놓기만 하면 된다. 따라서 변수를 직접 생성하고 붙여 넣는 과정에서 항상 발생하는 오류를 방지할 수 있다. 또한 엔지니어링을 처음 시작할 때부터 로컬 및 중앙 라이브러리에 프로그램의 거의 모든 요소를 저장하고 필요한 경우 재삽입할 수 있다. 이런 다양한 엔지니어링 지원 기능 덕분에 엔지니어링 시간을 1/4, 가끔은 1/3까지 단축된다. HMI의 규모가 커지면 절감 효과도 배가된다. 컨트롤러를 바꾸는 것은 사용자뿐 아니라 제조업체에게도 큰 도움이 된다.

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