유한킴벌리는 1970년 한국의 유한양행과 미국의 킴벌리 클라크(Kimberly-Clark)가 합작 투자해 세운 기업으로 일상생활에 꼭 필요한 다양한 위생용품들을 국내 최초로 선보였으며, 지난 45년간 아이부터 어른까지 모든 세대가 더 위생적이고 활동적으로 생활할 수 있도록 돕기 위해 노력해왔다.

유한킴벌리의 김천공장은 미용 티슈, 화장실용 화장지, 키친 타월 등의 가정용품과 부직포를 생산하는 아시아 최고의 위생제지 생산 공장이다. 화장실용 핸드 타월에 대한 아시아 지역 수요가 급증하면서 완제품을 미국에서 수입해 판매하고, 일부는 기존 초지기에서 원단을 생산하는 방식으로는 수요를 효과적으로 충족할 수 없게 됐다. 하지만 유한킴벌리는 한국에서 원단 및 완제품을 생산하기로 결정하고 미국에서 운영하던 원단 생산 및 완제품 가공 라인을 김천공장으로 이전하는 프로젝트를 진행하게 됐다.

통합 공정 및 이산 솔루션 제시
이는 대대적인 업그레이드가 필요한 작업이었다. 미국 공장에서는 해당 공정에 구형 분산제어시스템인 하니웰(Honeywell)의 PlantScape를 사용하고 있었다. 오래된 시스템이다 보니 교체 부품을 구하는 데도 어려움이 있었고, 효율성을 향상할 수 있도록 업데이트된 기능을 확보하기는 거의 불가능한 상황이었다. 유한킴벌리는 추가적인 기계 안전 옵션, 현대적인 프로세스 솔루션과 안전 제어 기능을 갖춘 다양한 분야를 아우를 수 있는 시스템을 필요로 했다. 가장 큰 해결 과제는 생산 목표에 차질이 없도록 새로운 시스템으로의 마이그레이션이 다운타임 없이 신속하게 완료돼야 한다는 것이었다.

유한킴벌리는 구형의 제어 시스템을 현장에서 교체하고 생산성과 안전을 향상하기 위해 아키텍처를 현대화하기 시작했다. 또한, 원단 생산과 가공 및 포장을 아우르는 완전한 생산 라인과 레시피 기능을 제공하는 통합 시스템을 통해 기존 레거시의 DCS에서 발생하곤 했던 품질 및 일관성 문제를 해결하길 원했다.

또한, 기존 시스템이 상당히 복잡했기 때문에 새로운 시스템은 사용자가 무엇보다 쉽고 능숙하게 사용할 수 있어야 했다. 유한킴벌리는 컨트롤러, HMI, 기계 안전이 포함된 시스템으로의 전환을 염두에 두고 로크웰오토메이션과 다른 공급업체들의 제품을 면밀히 검토했다. 그리고 PlantScape에서 사용되는 애플리케이션들을 분석해, 이 애플리케이션들이 어떻게 로크웰오토메이션의 플랫폼에 설계, 이동, 설치 및 가동될 수 있는지를 고려했다.

로크웰오토메이션의 통합 아키텍처 시스템에 기반한 PlantPAx 플랫폼은 김천공장에 통합 공정 및 이산 솔루션을 제시했다. 유한킴벌리의 프로세스 자동화 플랫폼에는 제어 기술, HMI, 가상화 소프트웨어 및 운전자를 위한 기계 안전장치가 각 애플리케이션에 통합됐으며, 모든 시스템들은 통신 인터페이스 애플리케이션을 통해 EtherNet/IP에 연결됐다.

전략적 기술 마이그레이션 위한 방향 제시
새로운 프로세스 제어 시스템은 Allen-Bradley ControlLogix PAC를 주축으로 구성됐다. ControlLogix PAC는 기존 컨트롤러들과는 달리, 개발 툴, 네트워크 프로토콜 및 서비스 위주 아키텍처를 활용해 다분야 제어를 제공하고, 유한킴벌리의 생산 공장 전체에서 사용될 수 있도록 완전하게 통합된 확장 가능한 제어 플랫폼을 제공했다.

가장 큰 혜택 중 하나는 하나의 산업 네트워크인 EtherNet/IP를 통한 기계 안전 제어와 통합 아키텍처 기반의 현대적인 DCS인 PlantPAx를 안정적인 단일 하드웨어 및 단일 소프트웨어 솔루션에 포함시켰다는 사실이다. 유한킴벌리는 PlantPAx 프로세스 객체 라이브러리를 활용해 마이그레이션을 가속화하고 일관성을 유지하며 설치 시간을 단축했다. 이 라이브러리는 사용이 간단하고 편리해 운전자가 시스템 구현 시간과 테스트 시간을 최소화했다.

결과적으로, 이 솔루션은 생산 효율성을 향상하고 빠른 시운전을 가능하게 했으며 시장 출시 시간을 단축해 줬다. 로크웰오토메이션 글로벌 프로세스 기술 컨설턴트(GPTC) 팀은 로크웰오토메이션의 솔루션 통합업체(SI)인 첨단FA에 전문적인 자문을 제공했으며, 또한 새로운 시스템에 신속하게 적응하고 다양한 기능을 최대한 활용할 수 있도록 유한킴벌리의 작업자들에게 교육을 제공했다. GPTC 팀은 유한킴벌리에 전략적 기술 마이그레이션을 위한 확고한 방향을 제시하고 실행 과정을 이끌었다.

개발 시간 및 총 소유 비용의 파격적 감소
로크웰오토메이션의 PlantPAx 프로세스 객체 라이브러리를 통해 구축 시간을 2개월 가량 단축할 수 있어서 PlantPAx는 예정보다 일찍 설치가 완료됐다. 작업자들은 보다 간편해지고 사용이 용이한 운전의 혜택을 즉각적으로 누릴 수 있었다. 예를 들어, 작업자들은 기존 시스템에서처럼 로직 프로그램을 일일이 확인할 필요 없이, 페이스플레이트에서 기계의 운전 조건을 바로 변경하고 인터록 상태를 안전하게 확인할 수 있게 됐다.

단일 플랫폼으로 마이그레이션이 원활히 이행돼 부품 비용과 교육 비용이 획기적으로 절감됐다. 또한, PlantPAx를 통해 고객은 기계 안전 향상 요구를 충족하고 총소유비용(TCO)을 절감할 수 있었다. 로크웰오토메이션의 통합 아키텍처가 PlantPAx DCS와 GuardLogix 안전을 하나의 EtherNet/IP 네트워크에 구현할 수 있도록 해주기 때문에 이러한 솔루션이 가능했다.

유한킴벌리 이종규 과장은 “기존 하니웰의 PlantScape가 제공하던 모든 DCS의 기능들이 구현돼야 했고, 기계 안전 부분까지 추가돼야 해서 쉽지 않은 프로젝트였다. 여러 제조업체의 제품을 사용하니 다양한 네트워크 인터페이스가 필요할 것으로 예상했는데, 로크웰오토메이션의 통합 아키텍처 제품과 솔루션으로 PlantPAx DCS와 GuardLogix 안전을 단일한 하드웨어와 소프트웨어로 구현할 수 있어서 안정적이고 견고한 시스템의 구축이 가능했다”면서, “아울러 PlantPAx DCS의 프로세스 객체 라이브러리로 개발 시간도 단축됐고 총소유비용도 감소됐다”고 언급했다.

첨단FA 장세용 부장 또한, “PlantPAx가 제공하는 프로세스 객체 라이브러리를 활용해 시스템 구축 기간을 2개월 정도 단축할 수 있었으며, SAT 전에 단독 테스트 및 시뮬레이션 테스트를 효과적으로 진행할 수 있어서 안정적이고 빠른 시스템 가동이 가능했다”고 언급했다.

로크웰오토메이션 제공

FA Journal 편 집 국 (fa@infothe.com)

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