전 세계적으로 탄산음료에 대한 수요는 일반 음료만큼이나 높다. 글로벌 시장의 확대로 청량음료 제조사들은 증가하는 수요에 부합하고, 안정적인 생산 활동을 지속시키기 위해 첨단 시설에 대한 투자를 아끼지 않고 있다.
Schweppes 호주도 예외는 아니다. 1783년부터 시작된 역사를 자랑하는 Schwep pes 브랜드는 40개 이상의 고급 음료품을 생산하고 있다. 뉴사우스웨일스 주의 헌팅우드에 위치한 Schweppes 호주 시설은 호주 내 주요 생산 시설 중 하나이며, 지난 8년간 괄목할만한 생산량 증가를 이뤄냈다.
신뢰성 및 운영성 향상을 위한 노력의 일환으로 Schweppes 호주는 헌팅우드 시설의 시럽 룸 제어 시스템을 업그레이드했다. 이 과정에서 기존 DCS에 의한 프로세스 제어 기능이, 로크웰 오토메이션의 PlantPAx 프로세스 자동화 시스템에 바탕을 둔 첨단 제어 시스템으로 전환 및 통합됐다.
모든 것을 하나로 믹스
탄산음료의 생산에는 향미 시럽의 준비 작업이 매우 중요하다. 시럽 제조는 원당 및 정수된 물을 사용한 배치 프로세스다. 헌팅우드 공장에서는 설탕을 물에 섞는데 연속 설탕 디졸버(Dissolver)를 사용해 기본 시럽을 생산한다. 이 기본 시럽은 62˚ Brix 농축액(중량 대비 62% 자당과 38% 물)으로 만들어 2개의 4만리터 저장 탱크 중 한 곳으로 옮겨진다.
향미 시럽 배치는 소형 원료 탱크에 향미 원료를 수동으로 혼합한 후 해당 혼합물에 이미 준비돼 있는 기본 시럽과 물을 추가해서 최종 탱크로 옮겨서 준비된다. 이러한 자동화 프로세스를 관리할 땐 제어 시스템이 핵심 역할을 담당한다. 작업자는 제어 시스템을 사용해 배치 메뉴를 불러오고, 요구되는 배치 볼륨 및 할당할 탱크에 대한 자세한 정보를 입력한다. 이 시스템은 자동으로 볼륨 및 비율을 정확하게 제어하며, 혼합물을 목표 탱크에 보내기 전에 필요한 CIP(Cleaning-In-Place) 작업을 완료한다.
Schweppes 호주의 프로젝트 엔지니어인 Warren Ung에 의하면, CIP는 탱크 및 전송 라인 전체에 대한 자동화 프로세스에서 가장 중요한 부분이라고 한다. “모든 설탕 관련 제품은 박테리아 증식 및 오염을 일으키는 찌꺼기를 남기게 된다. 세척 작업은 3단계 또는 5단계의 CIP로 이뤄진 간단한 헹굼 작업으로 이뤄진다. 이 시스템은 탱크를 거쳐간 이전 향미로 인한 부패를 방지하기 위한 적절한 CIP를 수행한다. 배치 오염을 방지하는데 매우 중요한 일이다.”
합리적 선택
업그레이드 이전 시럽 룸의 제어 시스템은 프로세스 제어 및 배치 작업을 위한 기존 DCS와 로크웰 오토메이션의 Allen-Bradley ControlLogix 시스템, RSView 32 SCADA 소프트웨어로 구성돼 있었다. 이 중 로크웰 오토메이션 시스템은 2001년에 알렉산드리아공장으로부터 이관된 추가 라인에 대한 프로세스 제어를 위해 설치된 것이었다. 이 2가지 서로 다른 시스템이 큰 문제없이 운영되긴 했지만, 예비품 소싱의 어려움 및 부품 장애의 위험성으로 인한 심각한 생산 가동 중단 시간의 발생 가능성 등 기존 DCS의 신뢰성에 대한 우려가 커지고 있는 상황이었다.
Warren Ung 프로젝트 엔지니어는 “우리의 선택은 2가지였다. 기존 DCS 시스템을 최신 시스템으로 업그레이드하거나, DCS 기능을 로크웰 오토메이션 시스템으로 이전 및 통합하는 것이었다”며, “결과적으로 우리는 후자를 선택했다. 프로세스 제어 기능을 로크웰 오토메이션 ControlLogix 플랫폼으로 통합하는 것이 당연하다고 생각했다. 그 이유는 DCS가 제공했던 기능은 그대로 가져가면서 추후 확장 가능성 및 유연성을 열어둘 수 있었기 때문”이라고 덧붙였다.
Dickinson Autocon은 이 업그레이드 프로젝트를 관리하는 SI 업체로 참여했다. Dickinson Autocon의 영업 이사인 Ken Maxwell에 의하면 이 프로젝트의 가장 큰 도전은 기존 DCS의 기능을 ControlLogix에 구현하기 위해서 기존 DCS로부터 소스 코드를 추출하는 작업이었다. “기존 DCS의 프로세스 제어 기능을 있는 그대로 ControlLogix에 통합하기 위해서 모든 기능을 철저히 분석했다”고 언급하며, “이는 기존 DCS 기능을 완벽하게 통합할 수 있는 로크웰 오토메이션 ControlLogix 플랫폼의 안정성을 입증할 수 있는 훌륭한 기회였다”라고 덧붙였다.
Dickinson Autocon은 기존 DCS 기능을 ControlLogix 플랫폼을 사용해 정확히 구현하는 작업 이외에도 작업자 인터페이스 및 시스템의 보고 기능도 향상시켰다. Maxwell 영업이사는 “모든 스크린 및 HMI를 교체하고 로크웰 오토메이션 RSView 32를 최신 소프트웨어 버전인 FactoryTalk View Site Edition(SE)으로 업그레이드함으로써 작업자 인터페이스를 개선했다. 이로 인해 작업자는 더 많은 기능을 직관적으로 사용하고 문제점을 더욱 쉽게 발견할 수 있게 됐다”고 말했다.
통합된 공장 프로세스 제어
이 시스템의 주 사용자 인터페이스는 3개의 온사이트 클라이언트가 지원하는 SCA DA와 SQL 서버로 각각 FactoryTalk View SE 소프트웨어를 실행한다. 작업자는 SCADA를 사용해 배치 레시피, 규모, 목표 탱크 및 CIP 요구사항을 지정한다. SCADA와 클라이언트는 EtherNet/IP를 통해 ControlLogix PAC에 연결돼 있으며, 소형 HMI는 시리얼 인터페이스를 통해 연결돼 있다. 다양한 프로세스 센서 및 드라이브는 ControlNet 통신을 통해 ControlLogix에 연결돼 있으며, ControlLogix의 CPU는 업그레이드를 통해 기존 DCS 기능을 대체하는 2개의 I/O 랙을 처리할 수 있다.
이렇게 새로 구축된 시스템은 통합 공장 프로세스 제어를 위한 로크웰 오토메이션의 PlantPAx 솔루션에 대한 완벽한 예를 보여주고 있다. 많은 회사들이 사용하고 있는 로크웰 오토메이션 통합 아키텍처(Integrated Architecture)에 바탕을 둔 프로세스 제어 코어를 특징으로 하는 PlantPAx는, 공장 전반에 걸친 제어를 위한 고급 프로세스 기술, 솔루션 및 서비스로 구성된 확장 가능한 포트폴리오를 제공한다. DCS 및 PLC 기능을 기본적으로 내장하고 있는 PlantPAx는 프로세스 자동화 및 이산 기능을 모두 요구하는 애플리케이션에 적용이 가능하다.
Maxwell은 모든 프로세스 라인이 SQL 서버 데이터베이스에 어떻게 연결돼 있는지 설명하며, 그로 인해 더 포괄적이고 일관성 있는 데이터 캡처가 가능하고, 결과적으로 보고 기능이 더욱 개선됐다고 설명했다. “모든 시스템이 데이터를 SQL 데이터베이스로 전송하는 개념은 데이터를 추출해서 데이터베이스를 구축하는 시스템 능력과 관련해서 획기적인 발전이라고 할 수 있다. 이 기능으로 인해 시스템은 구체적인 배치 및 QA 보고서를 생성하고 해당 보고서는 이전보다 더 편리하게 저장된다.”
Ung에 의하면 이 프로젝트는 시스템 교체 기간 동안 새로운 시스템에 문제가 발생할 경우 기존 시스템이 동작하도록 설계됐는데 실제로 그런 일은 발생하지 않았다. 이 프로젝트를 통해 Dickinson Autocon의 전문성과 로크웰 오토메이션 소프트웨어 및 장비의 신뢰성을 확인할 수 있었다”며, “이 새로운 시스템은 설치 후 모든 라인에서 생산 지연을 초래하는 어떠한 이슈도 발생시키지 않았다. 사실 이슈가 발생할 경우를 대비해서 시간 및 자원을 할당해 뒀지만 사용할 일이 없었다. Control Logix 플랫폼으로의 시스템 교체가 이렇게 간단할 줄은 예상하지 못했다”고 설명했다.
최고의 사후 서비스
업그레이드 이후에도 Schweppes 호주는 로크웰 오토메이션의 TechConnect 지원 프로그램과 Dickinson Autocon의 서비스 계약을 통해 혜택을 누리고 있다. “이전에는 DCS 시스템에 대한 현장 지원 인력이 없었다. 호주에서 DCS 시스템을 프로그램하고 문제를 발견할 수 있는 사람은 1~2명에 불과했다. 이에 비해, 이번에 업그레이드된 시스템은 현장 인력이 문제를 발견하는데 훨씬 용이하다. 특히 Tech Connect가 제공하는 지원은 매우 도움이 되고 있다. Dickinson Autocon과의 서비스 계약은 예상하지 못한 가동 중단 시간을 줄이는데 크게 도움이 되고 있다”고 Ung는 언급한다.
Maxwell은 “로크웰 오토메이션 솔루션이 Schweppes 호주의 시럽 룸 애플리케이션에 아주 이상적인 솔루션이었다는데 동의한다. ControlLogix는 신뢰성있는 성능을 보여준다”고 언급하며, “더구나 Control Logix는 Schweppes 호주의 시설간의 통합성 및 일관성을 제공함으로써 변경 사항이 쉽고 정확하게 모든 시설에 동시에 적용될 수 있게 해준다”고 덧붙였다.
Schweppes 호주는 이제 대부분의 컨트롤러를 ControlLogix로 표준화했으며, 로크웰 오토메이션의 솔루션을 내부 표준의 일부로 채택했다. Ung은 “새로운 시스템이 이상 없이 자연스럽게 통합 구축된데 대해 우리는 매우 기쁘게 생각한다”며, “이번 업그레이드를 통해 Schweppes는 미래의 증가하는 요구사항을 지속적으로 충족시킬 수 있게 됐다”고 설명했다.
