생산품질 기준 지키며 생산 효율성도 업그레이드

다름슈타트(Darmstadt)는 전 유럽에서 가장 큰 무기염류 생산공장이 위치한 독일의 한 도시다. 공사비로 3,000달러가 사용된 이 공장에는 B&R사가 개발한 APROL 공정제어 시스템과 기타 제어용 하드웨어가 갖춰져 있다. 이는 머크(Merck)사가 엄격한 생산 품질 기준에 도달할 수 있도록 만든다. 최근 몇 년간 고품질 무기염의 수요가 범세계적으로 증가하고 있으며, 그 증가율은 멈출 기미를 보이지 않고 있다. 이에 부응해 머크는 2010년부터 생산공장을 건설했는데, 이는 성장에 발맞추기 위한 것일 뿐 아니라, 의약품 제조 품질관리 기준을 준수하기 위한 것이기도 하다. 그로부터 1년 뒤 유럽 대부분의 고급형 무기염류 생산단지는 성행을 이뤘다. 현재 공장에는 세 개의 제약 및 영양 제조자동화 생산라인이 쉬지 않고 재료와 첨가제를 생산하고 있으며, 생물약제업과 고형물 분석 목적으로도 화학품을 처리하고 있다.

현행 우수 제조관리 기준에 맞춘 무기염류 생산
머크의 생산 공단은 현행 우수제조 관리기준(Current Good Manufacturing Practice)과 규제사항을 엄수하고 있다. 또한, EMPROVE 시스템을 통한 차별화된 전략을 성공적으로 진행해 무기염류 생산을 경제성 있는 사업으로 이끌었다. 화학 합성부터 여과, 결정화(Crystallization), 주입(Filling)까지 전 생산 과정이 전 자동화 제어 시스템인 APROL 공정제어 시스템으로 관리되며, 이 시스템은 전문 인원들에 의해 24시간 동안 감시된다. 새 공장의 생산능력은 그 전보다 2배나 증가한 것으로 보인다. B&R의 APROL과 제어기술이 한 회분 공정에서 연속 공정으로 과도하는 것을 용이하게 함으로써 여러 다른 종류의 제품 생산에도 생산 효율성을 늘리게 하는 등 대단히 큰 역할을 하고 있다.

쉽고 빠른 생산제품 전환 기능
새로운 공정제어 시스템은 반드시 변경되는 요구사항에 언제든지 유연하게 대응할 수 있어야 한다. 이는 4~8시간 지속 후 70여종 이상의 첨가제 재료가 공장의 세 개 평행라인에서 생산돼야 한다는 전형적인 생산 캠페인 때문이다. 이것은 APROL 통합 파라미터 센터의 총 전력을 사용하는 곳이며, 쉽게 관리하고 일시정지 없이 솔루션들을 변환시키는 곳이기도 하다. 머크의 엔지니어들은 입증된 APROL 공정제어 시스템이 새 필링장비 등 다른 공장장비들을 포함한 하이브리드 애플리케이션을 자동화하는 기능에 깊은 인상을 받았다고 했다.

통합 버전 관리 시스템이나 폭넓은 트렌드, 알람기능과 같은 기술들은 APROL이 머크에 있어 여러 공정제어 시스템 중 최고의 위치를 차지하게 한 데에도 한몫했다. 무기염류 생산장비는 머크가 APROL를 적용한 첫 번째 장비는 아니었으며, B&R의 공정제어 시스템이 적용된 장비는 전 세계적으로 이미 10여대 정도 설치돼 있다.

새로운 요구도 쉽게 현실화
B&R APROL 시스템이 제공하는 확장성을 통해 모든 요구조건이 충족 가능해졌으며, 비교적 적은 금액의 초기 투자비용을 유지하면서도 어떤 규모의 공장에나 적용될 수 있도록 했다. 11개의 오퍼레이션 스테이션, 1,000개 이상의 제어 루프, 50만개의 계산 포인트, 그리고 2,400여개의 I/O 모듈로 구성된 새 공장은 머크가 보유한 가장 큰 APROL 설비다. 제어자가 여러 프로세스를 모니터링하는 동시에 원자재를 이동시키고 완공품을 제거하는 역할도 함께하기 때문에 이 공장은 중심 제어 스테이션이 아닌 말단 부분에서 제어된다.

공장을 설계할 때 엔지니어들은 세 개의 오퍼레이터 터미널을 B&R의 산업용 PC인 Automation PC810에 각각 배치했다. 이 세 개의 시스템은 초고속 리얼타임(Real-time) 버스인 POWERLINK를 통해 B&R I/O 모듈과 System 2005 시리즈 컨트롤러인 CP382와 통신한다.

유효성 보장하는 효과적인 방법
B&R 솔루션의 개방성은 작은 투자만으로 언제든 공장을 증축할 수 있도록 한다. 그 한 가지 예로, 머크가 타 업체로부터의 시스템 공급을 위해 통합한 B&R 시스템 2005 시리즈의 PROFIBUS DP 인터페이스는 없어서는 안 될 조건이다. APROL 시스템은 새로운 설정에 쉽게 수정되거나 적용될 수 있도록 돼 있다. 또 하나의 장점으로 제어 스테이션 소프트웨어와 컨트롤러가 작동 방해 없이 업데이트할 수 있는 것을 꼽을 수 있다. 이것이 바로 APROL 다운로드 매니저의 큰 장점 중 하나다.

통합 버전관리 시스템(Change Control) 덕분에 업데이트시 발생할 수 있는 버그들을 쉽게 제거할 수 있게 됐다. 이 시스템은 모든 엔지니어링 액션을 기록하고, 이것을 이전 버전으로 간단히 복귀시킬 수 있도록 한다. 두 번째 엔지니어링 스테이션은 데일리 백업 기능으로 강화된 보안을 제공한다. 공정제어 시스템 관련 모든 엔지니어링과 프로그래밍은 머크 직원들에 의해 직접 작업되고 있다. 건설 및 유지보수에 대한 전문지식이 최근 들어 더욱이 중요시되고 있어 서비스 인력이 초기부터 디자인을 잡는 역할을 하면서 기술에 대해 숙지할 수 있도록 한다. 이러한 프로세스로 차후 A/S와 디버깅을 한층 빠르게 해결할 수 있을 뿐 아니라, 시스템에 대한 전반적인 기호도를 높일 수 있다.

시뮬레이션으로 가속화 사전 테스트 가능
B&R 대부분의 HMI와 컨트롤 소프트웨어가 장비 설치 및 시운전에 앞서 사전 테스트가 가능하다는 점이 B&R 솔루션에 대한 머크 직원들의 호감도를 높이는 데 한몫했다. 이를 위해 머크는 B&R 컨트롤 하드웨어와 I/O 장비 시뮬레이션을 위한 WinMOD 시스템용 인터페이스를 갖춘 테스트 공간을 만들어 프로그램 개발의 효율성을 높이고, 여러 다른 콘셉트도 시도해 볼 수 있는 장점을 얻었다. 또한, 엔지니어로부터 디자인과 프로세스 그래픽 레이아웃, 그리고 메뉴 내비게이션 시스템에 대한 피드백도 개발 초기부터 접수할 수 있는 장점도 얻었다.

목표 설정과 현실화
머크의 엔지니어들은 모두 이 새로운 공정제어 시스템에 대해 전반적으로 긍정적인 평가를 내렸다. 그것은 시스템이 그들의 목표인 생산량 증가와 효율성을 모두 개선시켰기 때문인 것으로 보인다. 이처럼 B&R의 APROL 공정제어 시스템과 기술은 어떠한 규모의 공장에도 최적화될 수 있는 완벽한 솔루션이라고 단언할 수 있다.

<B&R산업자동화 제공>

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