엔드레스하우저, 회사의 경쟁력 강화를 위한 올바른 선택 제시
  • 월간 FA저널
  • 승인 2015.11.26 10:26
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

Memosens pH 센서 기술로 이뤄내는 디지털 혁명
오늘날 공정·분석 측정기술을 활용하는 것은 제품의 품질 및 생산성 등의 정보를 제공함에 있어 필수적이다. 특히, pH를 측정함으로써 이런 요소들과 연관되는 중요한 정보를 얻을 수 있으며, 이는 다른 통제변수보다 더욱 영향력이 크다고 할 수 있다.


이런 이유로 pH 측정 시스템의 선택은 인건비와 유지보수 비용의 측면에서 고정비용에 상당한 영향을 미치게 된다. 또한, 회사의 경쟁력을 높이기 위해 올바른 시스템을 선택하는 것이 매우 중요하다고 할 수 있다.

기존의 아날로그 시스템
기존 아날로그 방식의 pH 측정은 센서 연결과 케이블, 즉 전극 설계에 한계점을 갖고 있다. 센서에 가해진 부하(스트레스)가 증가하면 정확한 값을 계측하기 위해 잦은 교정이 필요하며, 정확한 측정을 위해 잦은 교정과 유지보수 작업을 해야 한다.

특히, 아날로그 시스템은 수분의 침투, EMC(전자기파 적합성)의 영향과 잠재적인 호환성에 있어 취약점을 갖고 있다. 센서·케이블 간 커넥터의 청정도는 매우 중요한 문제인데, 이것은 먼지나 습한 환경에서 전기적 연결에 오염이 일어나는 것이 pH 측정에서 겪는 가장 큰 어려움이기 때문이다.

이러한 구조적인 문제를 극복하기 위해, 기존 아날로그 시스템에는 높은 임피던스를 갖는 고가의 동축 케이블이 사용됐다. 이러한 케이블들은 설치 조건에 매우 민감하고, 가동시 부수적인 시간과 노력이 요구됐다. 수분과 먼지는 여전히 아날로그 pH 측정에 있어서 중요한 문제점이며, 현재까지 시장에서 이러한 문제를 100% 해결할 수 있는 해결책은 없다. 위험하거나 접근이 어려운 현장에 설치된 센서가 완벽한 측정 솔루션이 되도록 교정하는 데에는 많은 시간과 노력이 필요하다.

디지털 센서 기술의 효율성
Memosens pH 센서 기술은 센서와 트랜스미터 사이에서 디지털 신호를 전송함으로써 기존의 아날로그 측정이 갖는 수분의 침투나 부식 같은 모든 문제들을 원천적으로 해결했다.
이 기술은 센서와 트랜스미터 간 거리가 200m에 이르더라도 전송 조건에 영향을 받지 않으며, 기존의 아날로그 시스템이 갖고 있던 모든 문제점을 해결했다. 간단한 총검식착탈 방식을 적용한 유도식 커넥션이기 때문에 센서와 케이블들은 모든 환경적인 제약요소들로부터 벗어날 수 있었다. 밀봉된 커넥터를 사용한다는 것은 심지어 물 속에서도 측정에 영향 없이 센서와 케이블을 연결할 수 있다는 것을 의미한다.

엔드레스하우저는 전매특허인 Memosens 전송 기술로, pH 측정 사상 최초로 수분 침투와 부식 문제를 완전히 해소했다.
전극, 케이블 및 트랜스미터 간의 양방향 디지털 신호 전송이 단순한 pH 전극을 공정과 장치의 진단과 같은 부가적인 기능을 갖춘 지능적인 시스템으로 바꾼다고 볼 수 있다.

총검착탈식 결합은 케이블의 연결/해제시 전극이 실수로 빠지게 되는 것을 방지하기 때문에 공정 안정성을 증대시켰다. 케이블의 특성과 길이는 더 이상 측정에 영향을 미치지 않으며, 따라서 고가의 반도체 성분이 코팅된 케이블은 더 이상 필요하지 않게 됐다. Memosens pH 시스템은 표준 4극의 차폐형 케이블을 사용하며, 이를 통해 센서와 트랜스미터 간 거리를 연장할 수 있었다.

▲ Memobase Plus 센서 관리를 통해 현장에서 간단히 센서를 교체할 수 있으므로 전문인력에게 연락할 필요 없이 pH 측정 결함을 해결할 수 있다.

지능적인 기술, 새로운 교정의 정의
Memosens 센서는 기존의 시스템과 차별화된 가치를 제공한다. 마이크로 프로세서를 장착했기 때문에 현재 공정 및 측정 데이터는 모두 기록되며 센서헤드에 저장된다. 지능형 Memosnes 기술에서 이러한 기능들이 가능하며, 이것은 교정의 새로운 패러다임을 제시했다.

센서헤드에 교정 데이터가 저장된다는 것은 현장에서의 교정이 더 이상 필수적이지 않다는 것을 뜻한다. 대신, 사용자는 측정 포인트에서 손쉽게 센서를 교체할 수 있도록 최적의 환경을 갖춘 실험실 또는 작업실에서 미리 센서를 교정할 수 있는 선택권을 갖게 된 것이다.

센서가 교체되면 교정값이 포함된 모든 정보는 센서에서 트랜스미터로 전송된다. 뿐만 아니라 Memosens 센서는 품질과 공정에 관련된 모든 데이터를 제공하는데, 예를 들어 ‘극단적인 pH 값과 온도 조건에 노출된 기간을 포함한 총 운전시간’과 같은 데이터를 제공하는 것이다.

또한, 글라스 임피던스와 같이 센서의 손상 등을 확인할 수 있는 추가적인 SCS(Sensor Check System) 진단 기능을 제공하며, 일련번호와 생산일자 등 중요한 모든 정보들을 언제든지 추적해 확인할 수 있게 해준다. 이를 통해서 측정 포인트의 센서를 최적으로 평가하게 함으로써 사용자는 유지보수 시점을 쉽게 예측할 수 있다.

비용절감 교정 콘셉트
Memosens 센서의 원격 교정은 이전과는 다른 유지보수 전략을 가능하게 해주며, 따라서 잠재적인 비용을 크게 절감할 수 있다. 최적의 실험실 환경에서 정교하게 교정하기 때문에 좀 더 정확한 공정관리가 가능하고, 정기적인 전극의 재생과 세척은 pH 센서의 운전수명을 연장시킨다.

또한, 센서 교체시에 pH 측정분야의 특별한 지식이 더 이상 필요하지 않게 됐다. 설치된 센서를 실험실 또는 작업실에서 사전 교정된 센서로 단순히 교체함으로써 작업 과정은 단순해졌으며, 기존의 센서는 전극의 재생과 새로운 교정 및 보관을 위해 작업실로 가져오면 된다. 동시에 교체가 가능한 다수의 센서가 설치된 현장에서는 더 큰 원가절감이 가능하며, 현장에서 센서를 교체하는 노력과 시간 역시 줄일 수 있다.

사전 교정된 센서는 향후에 사용할 수 있도록 작업실이나 실험실에 보관된다. 통제된 환경에서 다수의 센서교정을 하는 것은 버퍼 솔루션의 사용량을 상당부분 줄여주기 때문에 추가적인 비용절감 혜택 역시 이끌 수 있다. 센서에 문제가 있을 경우, 즉시 교체가 가능해 공정의 정지 시간을 최소화한다. Memosens 기술 사용자들은 유지보수 시간과 비용의 50% 이상을 절감할 수 있었다고 증언했다.

▲ Memosens의 비용절감 효과, pH 측정 포인트에서의 유지보수 비용의 예

Memobase Plus, 센서정보 수집의 중요한 도구
Memobase Plus 데이터베이스를 이용할 때, 센서가 교정되는 동안에는 프로세스 데이터를 비롯한 측정 포인트와 교정 내역, 조정값 등이 모두 기록되고 처리된다.
즉, 사용자는 센서의 생산부터 폐기까지의 과정을 완전히 추적·분석할 수 있고 이러한 데이터를 사용해 측정 포인트와 유지보수 콘셉트를 최적화하는 것 역시 가능하다.

Memobase Plus 센서 관리를 통해 운영자는 언제나 센서 정보를 확인함으로써 폐기 시점을 인지할 수 있다. 현장에서 간단히 센서를 교체할 수 있으므로, 전문인력에게 연락할 필요 없이 pH 측정 결함을 해결할 수 있다. 물론 이를 통해 운영비용을 현저히 감소시킬 수 있다.
특히, Memosens 디지털 센서는 기존의 아날로그 장치와 가격 차이가 크지 않기 때문에 사용자는 좀 더 높은 부가가치를 제공받을 수 있을 것이다.

Memosens의 혁명은 여기서 멈추지 않는다. 이 기술은 현재 pH의 측정은 물론, 추가로 ORP, 전도도, 잔류염소와 용존산소 등을 포함한 다른 주요한 파라미터들에도 사용되고 있다. 현장에서의 측정 실패를 예측하고, 센서의 상태와 교정 간격을 최적화하기 위한 유지보수 솔루션의 발전은 계속되고 있다.

시간 및 비용절감에 탁월한 효과 발휘
기존의 아날로그 기술과 Memosens 디지털 기술의 설비투자와 교정비용 등을 비교하면, Memosens pH 시스템에 대한 투자는 사용자에게 적지 않은 시간과 비용절감을 가져다준다. 설비투자 비용은 거의 비슷함에도 아날로그 센서의 교정 및 교체를 위해 전문가가 평균적으로 40분 이상을 투자해야 하는 반면, Memosens 센서는 현장의 측정 포인트에서 일반 운영자가 단 10분을 투자함으로써 교체가 가능하다.

센서가 교정돼야 하는 횟수 역시 중요한 시사점이다. 아날로그에서 Memosens 디지털 기반의 기술로의 전환시 사용자에게 시간과 비용절감이 가능하다는 것은 경험적으로 입증됐다. 교정 간격, 공정근로자의 시급, 설치된 시스템 수량 등에 따라 돌아오는 혜택은 다양하지만, 다수의 시스템을 사용할 때, 절감비용은 시스템 한 대당 연간 500유로(한화 약 70만원) 이상인 것으로 밝혀졌다.

게다가 수분의 침투 가능성 제거와 고가의 임피던스의 케이블 관련 교체비용, 유지보수시 공정의 정지시간 단축 역시 비용절감에 커다란 기여를 한다.
마지막으로, pH 전극을 보관하는 동안 전극이 재생과정을 거치기 때문에 운영자는 전극수명을 상당히 연장할 수 있다. 앞서 언급된 모든 측면에서 바라볼 때 Memosens는 사용자가 엄청난 시간과 비용을 절약하도록 해 주는 것이다.

<한국엔드레스하우저 제공>

FA Journal 편집국 (fa@infothe.com)

<저작권자 : FA저널 (http://www.fajournal.com) 무단전재-재배포금지>

댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.