로크웰오토메이션의 지속 가능한 솔루션

탄소발자국은 줄이고 수익은 늘린 ‘스틸케이스’

세계 최대 사무용 가구 공급자는 새로운 제어 시스템과 에너지 관리 소프트웨어 구현 후 에너지 사용량 15%, 서비스 비용은 연간 2만5,000달러를 절감했다.

더 빨리 더 많은 제품을 생산하는 것만으로는 더 이상 비즈니스를 성공적으로 이뤄낼 수 없다. 효율성을 향상시키고 개선할 부분을 파악하는 것이야말로 중요하다.

세계 최대 사무용 가구 공급자의 입지를 유지하기 위해, 스틸케이스(Steelcase) 경영진은 효율성 및 지속 가능한 활동 개선을 통해 회사의 수익을 올린다는 공격적인 목표를 세웠다. 이 업체는 2012년 회사의 100주년을 기한으로 정했다.

스틸케이스 브루스 레이놀즈(Bru ce Reynolds) 커뮤니케이션 매니저는 “성공적인 비즈니스를 위해서는 생산 관행을 꾸준히 개선해 나가야 하는데, 최근 경기 침체는 제조 효율성을 지속적으로 증진시키는 것이 얼마나 중요한지를 일깨워준다”면서, “생산과정에서 비용을 빼는 것이 곧 수익을 더하는 것”이라고 설명했다.

스틸케이스는 보일러를 더욱 비용 효율적으로 운전하기 위해 새 제어 시스템을 구현하고, 전사적 에너지 소비를 더 잘 파악하기 위해 에너지 관리 소프트웨어를 설치했다. 이러한 노력과 기타 활동으로 인해, 회사는 에너지 소비 15% 절감, 탄소발자국 25% 감축을 포함해 효율성 및 지속 가능성 목표를 모두 달성했다.

복합적인 목표

미시간주 그랜드래피즈(Grand Rapids)에 위치한 스틸케이스 에너지 센터에는 스팀을 생산해 전체 제조 프로세스로 공급하는 보일러 4기가 있다. 스틸케이스의 에릭 뉴섬(Eric Newsome) 수석 자동화 엔지니어는 “에너지 센터는 우리 그랜드래피즈 시설의 진정한 생명선”이라면서, “이 센터가 정지하면 생산도 함께 정지하므로, 우리가 하루에 소화하는 주문량으로 볼 때 다운타임은 생각할 수도 없다”고 말했다.

보일러에는 오류가 발생할 여지가 없을 정도의 신뢰성이 요구된다. 보일러를 운전하던 기존 하니웰(Honeywell) TDC2000 분산 제어 시스템(DCS)은 25년 이상 노후화돼 예비 부품을 확보하는 일이 굉장히 어려워졌다. 스틸케이스의 책임 보일러 운전자인 빌 보스(Bill Boss)는 구할 수만 있으면 중고 부품도 구매하고 시스템에 문제가 발생할 때마다 DCS 공급자의 지원을 요청해야만 했다.

빌 보스는 “우리가 자체적으로 문제를 해결할 수 없는 블랙박스 시스템이었다”며, “우리에게 필요한 소프트웨어 툴과 전문가는 공급자가 보유하고 있었고, 서비스 계약이 돼 있건 서비스별로 비용을 지불하건 상관없이 지원을 받는 비용이 터무니없이 올라가고 있다”고 설명했다.

보일러의 신뢰성과 더불어 이 회사가 평가하고 있던 것은 전체적인 에너지 모니터링 기능이었다. 관리진은 2011년까지 에너지 소비를 15% 절감하고 스틸케이스 100주년인 2012년까지 5년 동안 회사의 탄소발자국을 25% 감축한다는 목표를 설정했다.

또한, 경영진은 ISO-14001 표준을 준수하고자 했다. 이 표준은 기업이 환경 목표를 설정해 달성하는 체계적인 방법을 구현함으로써 그 활동과 제품이 환경에 미치는 영향을 파악, 제어, 개선을 지원하도록 돼 있는 국제 표준이다.

개선하기 전 스틸케이스는 수동 데이터 수집 관행에 의존해 전체 시설의 수도, 공기, 가스, 전기, 증기 소비(WAGES)를 모니터링했다. 뉴섬은 “한 사람이 한 달에 한 번 각 건물 내 변전소마다 설치된 미터기를 확인했다”며, “그 사람이 눈금을 기록하고, 스프레드시트에 데이터를 입력한 다음 사용 요금을 맞췄는데, 이 프로세스는 그 사람이 휴가를 가기 전까지는 문제가 되지 않았다”고 말했다.

주요 데이터 수집자가 근무를 쉴 때면 데이터 수집 업무가 바뀌어 데이터베이스에 왜곡된 정보가 가득하고, 또 이를 해결하는 데 몇 주가 걸렸다. 스틸케이스의 케이 볼린저(Kay Bolinger) 수석 시설 엔지니어는 “개선의 기회를 파악하기 위해서는 실시간 데이터를 자동적으로 수집할 수 있는 방법이 필요했다”면서, “회사 내 제조 인프라는 침체돼 가는데 IT 인프라는 확장돼 가면서, 우리는 포괄적인 WAGES 계측 전략을 고려할 시간이 왔다는 것을 인식했다”고 말했다.

효율성 솔루션

스틸케이스는 자사의 에너지 센터에 자체적인 유지보수 및 문제 해결, 최적화가 용이한 비용 효율적 제어 시스템이 필요했다. 여러 가지 옵션을 검토한 후 스틸케이스팀은 기존 DCS의 대체 시스템으로 로크웰오토메이션의 Plant PAx 프로세스 자동화 시스템을 선택했다.

뉴섬은 “우리 엔지니어들은 로크웰오토메이션 제품과 친숙했기 때문에 유지보수와 문제 해결이 간편할 것이라고 생각했다”면서, “또한, 로크웰오토메이션과는 이미 TechConnect 지원 계약이 체결돼 있어, 우리가 필요한 서비스를 한 차원 높은 수준으로 제공해 줬다”고 말했다.

빌 보스는 “로크웰오토메이션팀은 우리 회사의 유사한 프로젝트에 수십건 참여해 성공적인 작업을 수행한 바 있다”면서, “이 팀은 석탄 종류와 관계없이 보일러의 효율성을 최고로 유지하면서 운전하려면 어떤 방식으로 연료원의 변동을 수용해야 하는지에 관해 수많은 조언을 해줬다”고 전했다.

PlantPAx 시스템은 보조 장비 컨트롤러에 기존 Allen-Bradley 1771 원격 I/O 모듈도 사용해 EtherNet/IP 네트워크를 통해 중앙의 Allen-Bradley Control-Logix와 통신한다. 제어실의 표준 PC는 FactoryTalk View Site Edition HMI를 실행해 운영자에게 보일러 운영에 관한 광범위한 정보를 제공한다.

빌 보스는 “우리 플랜트의 프로세스는 대부분 Allen-Bradley 제어 장치에서 실행되고 있어, Plant PAx 시스템을 이용한 전체 플랜트의 통합과 최적화가 훨씬 용이했다”고 지적했다. 그 다음 스틸케이스팀은 시설 내 에너지 소비의 이해와 제어를 향상시키는 데 주목했다. 스틸케이스는 로크웰 자동화 PartnerNetwork의 회원사이자 인증된 Allen-Bradley 배급 업체인 켄들 일렉트릭(Kendall Electric)과 25년 이상 긴밀히 협력해 왔기 때문에 로크웰오토메이션 제품과는 친숙했다. 최종적으로 스틸케이스팀은 제품의 표준 규격(Off-the-shelf) 보고 기능을 지지해, Rockwell Software RSEnergyMetrix 소프트웨어(현재의 FactoryTalk Ener gyMet rix)를 선택했다.

스틸케이스는 로크웰오토메이션 글로벌 솔루션팀과 협력해 그랜드래피즈와 멕시코 시설 전체 약 100개 포인트에 Allen-Bradley PowerMonitor 전기 계측 장치를 구현했다.

현장 계측 포인트 일부는 가스, 증기, 공기 소비 데이터도 수집해 Control-Logix 및 Allen-Brad ley MicroLogix 컨트롤러로 직접 전송하는데, 이는 에너지 데이터 집선기 역할을 한다. 여기에서 에너지 데이터는 EtherNet/IP 네트워크를 통해 스틸케이스 가상 서버에 위치한 EnergyMetrix 소프트웨어 데이터베이스로 전송된다.

팀 중심 접근법

제어 시스템 업그레이드 및 에너지 모니터링 프로젝트를 통해 스틸케이스는 공격적인 효율성 및 지속 가능한 목표를 달성하고, 조직 전체적으로 비용을 현저하게 절감할 수 있었다.

스틸케이스팀은 개방 플랫폼을 이용해 새 제어 시스템을 거의 완전히 자체적으로 유지보수할 수 있게 됐다. 또한, 관리진은 원격으로 시스템에 접근해 문제를 해결할 수 있으며, 이는 우발적 다운타임을 큰 폭으로 줄일 수 있도록 했다. 스틸케이스에게 이러한 혜택들은 너무나도 명확하다.

뉴섬은 “기존 TechConnect 계약에 PlantPAx 시스템 지원을 추가하고 오래된 DCS 공급자의 서비스 계약을 종료할 수 있어, 우리는 연간 2만5,000달러 정도를 절감하고 있다”면서, “잘 모르는 점은 로크웰오토메이션 Tech Con nect팀이나 Kowledgebase 온라인 데이터베이스를 활용해 적시에 비용 효율적인 지원을 받을 수 있는데, 이러한 점이 우리가 기본적으로 안심하는 부분”이라고 밝혔다.

새 에너지 관리 솔루션으로 스틸케이스는 전압 저하, 서지, 정전 등 에너지 문제를 문서화하고 신속하게 해결할 수 있게 됐다. 이렇게 함으로써 팀은 다운타임을 줄이고 운영 환경의 잠재적 위험으로부터 주요 생산 자산을 보호할 수 있게 됐다. 에너지 관리 소프트웨어는 스틸케이스팀에게 ISO-14001 준수의 핵심 요소인 에너지 소비에 대한 가시성을 제공한다.

뉴섬은 “어느 부분이 과열돼 정상보다 많은 에너지를 소비하는지 파악할 수 있어, 장비에 보수가 필요한지 알려주는 지표가 되고 있다”고 밝혔다.

새 에너지 관리 시스템을 사용하기 전까지는 스틸케이스팀이 공기 누출로 인한 손실을 ‘추측’해야 했다. 그러나 지금은 관리진에서 정확한 공기 손실량을 파악할 수 있으며, 이는 궁극적으로 시스템 비용을 정당화하는 데 도움이 되고 있다. 에너지 소비에 관한 향상된 정보를 통해, 스틸케이스팀은 더 새롭고, 에너지 효율성이 뛰어난 기술 투자의 타당성을 더 손쉽게 입증할 수 있게 됐다.

스틸케이스는 무선 Allen-Brad ley PowerMonitor @250 파워미터를 이용해 개별 생산라인의 소비 정보를 수집한 최초의 업체 중 하나다. 이 팀은 궁극적으로 특정 제품 생산에 소요되는 에너지의 정확한 양을 파악해 그 에너지 비용을 BoM에 포함시킬 수 있게 되기를 바라고 있다.

뉴섬은 “로크웰오토메이션 엔지니어들은 자신의 전문성을 공유하고 우리가 우리 시스템의 진짜 주인이 될 수 있도록 지원하면서, 진정한 팀 중심의 접근법을 취했다”면서, “지금도 그렇고 미래에도 우리는 로크웰오토메이션과의 관계를 통해, 우리가 설치한 기술을 지원하고 최적화하는 능력에 큰 자신감을 갖게 될 것”이라고 전했다.

본 기사는 로크웰오토메이션(TEL. 02-2188-4400)에서 제공한 것입니다.

FA Journal 편집국 (Tel. 02-719-6931 / fa@infothe.com)

월간 FA저널 다른기사 보기