필츠의 자동화 시스템 PSS4000의특징은 메카트로닉스 방식에 따라 지속적으로 제어 기능을 주변 장치로 분산시킨다는 점이다. 따라서 제어기능의 경우 각각의 프로그램 섹션을 처리하는 위치는 별다른 의미가 없다. 바로 이것이 미얀마와 중국을이어주는 2,500km에 이르는 가스 파이프라인에 대한 자동화 운영 및 감시의 기본 원칙이다.
이 길을 따라 설치된 14곳의가스 승압 및 수송 기지에서 필츠의 자동화 시스템 PSS4000은SIL3에 따른 안전한 프로세스 제어와 기능상 안전을 담당한다. 그러나 그것이 전부는 아니다. PSS4000은 하나의 시스템에서 자동화와 안전 관련 작업을 동시에 수행한다.
미얀마 서해안에서 출발해 중국 원난성 쿤밍시까지 이어지는 이 가스 파이프라인의건설 목적은 중국의 막대한 에너지 수요 중 일부를 충족시켜 해상 수송 의존율을 낮추는 것이다.
이 파이프라인은중국석유천연가스집단공사(CNPC)와 미얀마 석유가스사의 합작 투자로 건설됐다.
이 대규모 가스 파이프라인 건설 프로젝트는2009년에 착공돼 2013년 7월부터 가동을시작했다. 현재 연간 약 300억 입방미터의 가스가 서쪽에서동쪽으로 수송되고 있다. 같은 시기에 계획된 원유 수송 파이프라인은 현재 건설 중이다.
가스 수송의 안전 확보
파이프라인을 따라 건설된 14곳의 승압 및 수송 기지는 원활한 가스 수송을 담당한다. 이곳에 적용되는 자동화 프로세스는 인간, 환경 및 플랜트에 대한위험 요인을 최대한 낮추는 것을 목적으로 하는 명확한 안전 수준과 연계돼 있다. 긴 거리에 걸쳐 가스수송의 안정성과 안전성을 확보하려면, 일정한 라인 압력과 그에 따른 최소 온도를 유지해야 한다. 압력이 낮아지면 온도가 떨어진다. 이렇게 되면 가스의 특성 때문에결빙의 위험이 증가해, 가스의 흐름과 파이프라인 시스템에 부정적인 영향을 주게 된다.
구오펭테크니컬(Guo PengTechnical)은 중국 베이징에 본사를 두고 있다. 프로젝트 컨소시엄에 참여한 기업으로서구오펭테크니컬은 전기 가열 시스템을 이용해 결빙을 예방하고 가스의 흐름을 지속적으로 유지하는 책임을 맡고 있다.여러 가지 센서를 이용해 파이프라인 네트워크의 온도와 유속을 감시한다.
만약 값이 정해진 최솟값에 이르지 못하면,가열 시스템이 가동된다. 정해진 최댓값에 도달하면 열 공급 장치는 또 다시 가동이 중단된다. 파이프라인 운영자의 설정값에 따라 안전장치가 자동으로 정확하게 작동된다. 그런데스위칭 신호의 작동 감시에는 어떤 종류의 안전장치가 적합할까? 온도와 가스의 유속이 설정값보다 높거나낮은데 이를 감지하지 못한다면, 최악의 경우 폭발로 이어져 장기적으로 가스 공급이 중단될 뿐 아니라인간과 환경에 나쁜 영향을 주게 된다. 그에 따른 비용은 천문학적인 규모가 될 것이다.
프로젝트 실행의 유연성 및 단순성 확보
이러한 요구사항은 SIL3에 맞춰 설정됐다. 구오펭테크니컬의주이밍(Zhu Yi Ming) 엔지니어는 “대형유압 프레스에 적용된 매우 우수한 필츠의 안전 솔루션에 신선한 충격을 받았다”며, “가스 파이프라인자체가 매우 다양한 제어 및 안전 요구사항을 지닌 복잡한 생산 플랜트라고 볼 수 있다. 따라서 이미다양한 기계 엔지니어링 분야에서 성공적으로 활용되고 있는 자동화 시스템 PSS4000을 이 프로젝트에도입하는 것을 검토할 필요가 있었다”고 설명했다.
안전 자동화 관련 솔루션 일체를 공급하는 필츠의 자동화 시스템 PSS4000은 하드웨어와 소프트웨어 구성품, 네트워크 장치와 실시간이더넷 SafetyNET p 사이에 최적의 상호작용을 의미한다.PSS4000은 독립형 기계와 상호 연결된 플랜트에 모두 적용된다. 아울러 자동화 시스템 PSS4000을 활용하면 제어 기능의 지속적인 분산 덕분에 프로젝트 실행의 유연성과 단순성을 확보할 수 있다. 또한 중앙집중식 PLC 제어 시스템을 갖춘 전통적인 자동화 구조도구축할 수 있다.
PID 컨트롤러 안전 감시
가스 온도와 흐름에 대한 안전 감시 측면에서 의무적인 요구사항은 해당 솔루션이 PID 컨트롤러를안전하게 작동시킬 수 있어야 한다는 것이었다. 시중에 비안전 관련PID 컨트롤러를 감시할 수 있는 자동화 시스템이 매우 다양하지만, 안전한 프로세스 제어를실행할 수 있는 PLC 제어 시스템은 극소수에 불과하다. 자동화시스템 PSS4000은 하나의 시스템에서 신뢰성 높은 안전 및 자동화를 지원한다. PID 컨트롤러가 소프트웨어 플랫폼 PAS4000의 특정 소프트웨어블록을 통해 작동하기 때문이다.
제어 시스템인 PSSuniversalPLC는 자동화 시스템 PSS 4000의 구성요소로서Modbus/TCP를 통해 보다 높은 레벨의 플랜트 제어 시스템과 통신하며 14곳의 승압기지에서 모두 사용한다. PSSuniversal PLC는 가스 흐름,온도, 압력 및 비상정지 푸시버튼에 대한 안전 감시를 수행하지만 사이렌이나 신호등과 같은제어 기능도 감시하고 제어한다.
주이밍 엔지니어는 “PSS4000이하나의 시스템에서 안전과 자동화를 지원하고 간단하게 직관적인 소프트웨어를 사용해 모든 것을 실행할 수 있으며, 가성비가탁월하다는 점이 핵심 요소였다”며, “EN/IEC 61131-3에따른 프로그래밍 및 구성을 위한 다양한 편집기를 이용해 앞으로 소프트웨어를 통해 모든 변경 및 조절 작업을 손쉽게 실행할 수 있다”고 설명했다.
더불어 그는 “이 프로젝트에서 필츠는 기술을 제공했음은 물론이고, 최적의 프로젝트 솔루션 개발의 동등한 파트너였고, 안전 전문가 및컨설턴트였음과 동시에, 프로그래밍 작업과 강화 프로세스의 지원자 역할도 맡았다”며, “미얀마와 중국의 프로젝트와 같은 파이프라인 프로젝트에 모듈식 자동화 시스템인 PSS4000을 적용하는 것은 다소 생소하나 이 시스템을 이용해 실행할 수 있는 솔루션이 많다는 점, 논리적인 구조, 간단한 실행, 그리고일상적 이용에 대한 긍정적인 평가 등은 매력적인 요소”라고 강조했다.
필츠코리아 제공
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