중국 후베이성 징조우에 소재한 SJS는 유전 시멘트 장비 제조업체다. 유전 개발은 높은 위험률을 가지고 있어 해당 장비의 신뢰도나 제어 정확도에 엄격한 기준이 요구된다. 따라서 위험 부담을 줄이거나 피하기 위해서 고성능의 장비 도입이 필요했다.
자동화 솔루션 도입 배경
대개 유전을 개발하면 첨단 기술, 막대한 투자, 상당량의 위험 부담 같은 특징을 떠올리기 마련이다.
유전에서의 시멘트 공정을 예로 들면 미터당 투자 금액이 10,000위안(미화 1,600달러)에 달한다. 유정의 깊이는 수백 미터에서 수천 미터까지 이른다. 5,000미터 깊이의 유정에서 시멘트 공정이 실패로 돌아가면 유전 개발자는 목전의 800만달러 뿐만 아니라 그 유정에서 생산될 막대한 미래 수입을 잃게 된다. 그래서 시멘트 공정의 실패율을 줄이기 위해 숙련된 직원들만 작업에 투입된다. 보통은 수백 명의 기술자가 며칠에 걸쳐서 직접작업을 해야 시멘트 공정을 끝낼 수 있다. 그러나 작업에 많은 기술 인력을 배치한다고 해서 시멘트 공정이 기한 내에 이뤄진다거나 정확성이 보장되는 것은 아니다. 과거 몇 년 동안은 성공적인 작업을 보장하기 위해 유정 굴착 공정에 4~6대의 기계와 12대 정도 되는 부수적인 장비들이 필요했다. 그러나 현재는 제어 자동화의 기술 향상으로 인해 2대의 기계만 필요하게 됐으며, 하나는 직접 작업에 이용되고 다른 하나는 비상용으로 운영되고 있다.
많은 진보적인 유전 개발 회사들은 시멘트 공정을 향상시켜 위험 부담을 줄이고 유전 굴착 시설의 지속적인 운용을 보장하고자 자동화 솔루션으로 전환하고 있다. 근래에 사용되는 시멘트 장비는 1분에 3톤에 달하는 시멘트를 정확하게 혼합할 수 있다. 위에 언급된 며칠 동안의 작업 분량이 현대 시멘트 장비로는 불과 2~3시간 안에 완료되는 것이다.
중국 중앙의 후베이성 징조우에 본사가 있는 SJS는 유전 시멘트 장비 제조 업계의 리더다. SJS는 현대적인 지난 10년간 자동화 솔루션과 제어시스템을 도입해 사용해 오고 있다. 이러한 노력의 결과로 SJS는 유전 시멘팅과 프랙처어링 장비를 위한 제어시스템 개발 분야에서 세계 선두주자로 자리 매김을 했다. SJS는 또한 유정 관리를 위한 플런저 애플리케이션과 원심 펌프를 제조하는 전문 펌프 제조업체로서 세계 시장에서 인정받고 있다.
해결 과제
유전 개발시의 높은 위험률로 인해 유전 장비의 신뢰도나 제어 정확도에 엄격한 기준이 요구됐다. 어느 단계에서건 실패는 막대한 손실을 초래할 수 있다. 그러므로 유전 개발회사는 위험 부담을 피하거나 줄이기 위해 상당한 투자를 할 용의가 있다.
SJS의 운영 관리자 Jidong Ye는 “유전 생산에서는 지속적인 생산이 최고로 중대한 문제이기 때문에 어떤 제어시스템이든 가장 중요한 점은 신뢰성이다. 이 같은 이유 때문에 자동화 시스템을 선택하는데 있어 업체가 이 업계에서 얼마나 높은 신뢰성과 실적을 가지고 있는지를 가장 중요하게 본다”고 말했다.
SJS가 안고 있는 다른 하나의 해결 과제는 고객들에게 제품을 적시에 납품하는 일이다. Jidong은 “유전 생산에서 시간은 금이다. 고객들이 제시간에 자사 제품을 생산할 수 있도록 하려면 우리도 제시간에 제품을 납품해야 한다”고 말했다. 그래서 SJS는 탁월한 납품 실적을 가지고 있고 세일즈 지원이 가능한 자동화 솔루션 제공업체가 필요했다. 이어서 그는 “기술적인 문제들 때문에 스케줄이 지연되는 것을 감수할 수 없기 때문에 자동화 벤더는 우리가 필요로 할 때마다 적절한 시간 안에 지원을 해줄 수 있어야만 한다”고 설명했다.
게다가 SJS는 장비를 전 세계로 수출한다. SJS의 고객들은 장비 벤더가 적절한 로컬 지원을 해주는 것을 중요시 한다. 그는 마지막으로 “우리 고객들은 다른 제품이나 회사 시스템에 장비를 통합할 수 있는 개방형 자동화 시스템을 선호한다”고 말했다.
적용 솔루션
SJS는 자사 장비의 제어 시스템으로 Rockwell Automation Programmable Automation Controllers와 단일 프로세스로 이산 및 정보 솔루션의 역할을 수행하는 Rockwell Automation Integrated Architecture 플랫폼에 기반을 둔 프로그래밍 소프트웨어를 선택했다. 이 시스템의 핵심이 되는 부분은 Allen-Bradley ControlLogix와 CompactLogix PACs로 보편적인 프로그래밍과 개발 툴, RSLogix 5000, 네트워크 프로토콜과 서비스 중심의 아키텍처를 이용한다.
Jidong은 “유전 생산 업계에서의 로크웰 오토메이션 제품 이미지는 우리가 선택 결정을 내리는데 주요한 요소였다. ControlLogix는 업계에서 높은 신뢰성으로 잘 알려져 있다. 뿐만 아니라 우리 고객들도 석유 및 가스 업계에서 로크웰 오토메이션의 제품들이 탁월하다는 것을 인정한다”고 말했다.
SJS 엔지니어링 팀은 프로그래밍 플랫폼으로 RSLogix 5000을 사용해 장비의 제어 알고리즘과 코드를 효율적으로 사용한다. 탁월하고 사용이 간단한 개방형 프로그래밍 플랫폼은 엔지니어링팀에게 소스 코드를 정시에 구축할 수 있도록 하고, 제3업체의 장비와도 쉽게 통합할 수 있도록 해준다.
Rockwell 소프트웨어 중 특히 RSLogix 5000은 매우 효과적일 뿐 아니라 사용이 간단하다. 새로 배치된 엔지니어들도 최소한의 교육만으로 소프트웨어를 이해하고 쉽게 마스터 할 수 있다. 급증하는 비즈니스 수요를 따라가기 위해서 팀원을 확장시켜야 하는 입장에서 이것은 아주 중요한 요소다. 나아가 SJS는 소프트웨어 플랫폼상의 고유한 기능인 AOI(Add-On Instruction)를 이용해 프로그래밍 소스 코드를 보호하고 차단하는 기능을 개발할 수 있었다.
Jidong은 “로크웰 오토메이션은 신뢰할 수 있는 공급 업체로 로컬 지원 팀과의 원활한 의사 소통이 가능했다. GOTC (Global OEM Technical Consultant)는 과거의 성공적인 현장 프로젝트 경험을 바탕으로 장비를 개발하는데 보다 빠르고 많은 도움을 주고 있다. 매번 기술적인 문제가 생길 때면 적절한 시기에 로크웰 오토메이션의 기술 지원을 받을 수 있었다. 그런 지원 없이 우리가 이렇게 신속히 개발할 수는 없었을 것”이라고 말했다.
한편, SJS와 로크웰 오토메이션은 몇 해전 더 나은 파트너십과 공동 기술 개발 조성을 목표로 엔지니어링 연구소를 설립했다. 이 공동 기술 노력의 결과로 양사는 지난 수년간 많은 성과를 이뤄냈다.
도입 결과
로크웰 오토메이션의 효과적인 자동화 솔루션 덕분에, SJS의 시멘트 장비는 현재 180-1,000마력, 압력 장비는 400-3,000마력 수준에 도달했다. 로크웰 오토메이션 솔루션의 개방형 통합 역량으로 기계 40대를 최대 100,000마력으로 직접 개발한 네트워크 컨트롤 시스템으로 연결할 수 있게 됐다. SJS는 연평균 80~120대의 시멘트 장비와 150~180대의 압력 장비를 생산하고 있다.
SJS는 로크웰 오토메이션 솔루션의 편이성을 발판으로 자사의 기계를 보다 잘 제어할 수 있게 됐다. SJS는 우수한 신뢰도로 안정성있는 장비를 제조하기 위한 효과적인 제어 전략을 사용할 수 있게 됐다. 유전 개발 회사들은 양질의 장비로 인해 이제 다운타임과 생산 차질을 최소화 할 수 있게 됐다는 사실을 인정한다.
엔지니어링팀과 경영진의 리더십, 그리고 이러한 제품 지원으로 SJS는 중국 내수 시장 점유율의 90%를 차지하고 있다. 또한 미국, 캐나다, 러시아, 멕시코, 중동, 아프리카, 아시아 태평양 지역 등 세계 시장으로의 적극적인 확장에 나섰다.
SJS는 시스템 최적화나 신제품 개발에 있어서 앞으로도 로크웰 오토메이션과의 더욱 긴밀한 협력을 기대한다. SJS는 업계의 숙련된 인재들이 감소하고 있음을 인식하고 있다. 그와 같은 이유로 SJS는 시스템의 최적화 면에서 자동화 시스템에 지능을 도입해 초급 운영자들이 장비를 쉽게 작동하고 유지할 수 있도록 하는 방안을 연구 중이다. 동시에 지능 데이터 경영으로의 전환 및 온라인 서비스 제공을 목표로 하고 있다. 신제품 개발 계획의 일환으로 SJS는 이미 로크웰 오토메이션과 합작해 가변속 드라이브 사용을 타진하고 있다. SJS는 앞으로의 생산에 로크웰 오토메이션 드라이브를 대규모로 사용할 예정이다.
