공정생산 설비에서의 경보 관리는 보통 설비운전자 일과의 상당부분을 차지한다. 공정 복잡도의 증가에 따라 제어시스템 운전자 인터페이스 기술은 취급해야 하는 비정상조건에 대한 정보를 보다 효과적으로 전달하도록 개선돼야 했다. 최근의 ISA France Section 회의에서 에머슨의 Herve Gubernati는 ‘설비의 안전한 운전을 보장하면서 운전자 효율을 개선하는 방법은?’이란 주제로 프리젠테이션을 했다.
Herve의 프리젠테이션에 대한 소개에서 ISA의 해설자는 사고의 42%가 인적 오류(또는 요인) 그리고 35%가 장비 고장으로 인해 발생한다고 설명했다. 그만큼 경보 관리뿐만 아니라, 장비 고장을 예방 및 예측하기 위한 시스템도 중요한 것이다.
이 프리젠테이션에서 Herve는 공정 운영에서의 도전과 함께 경보시스템에서의 솔루션들, 경보 모니터링과 평가, 그리고 이 문제들에 대응하는 데에 필요한 경보 합리화에 대해 설명했다.
생산성에 큰 영향 주는 경보시스템
경보시스템의 성능은 생산성에 큰 영향을 미치며 직접적인 경제, 환경 및 안전상의 영향이 있다. 경보시스템이 올바르게 설계돼 있으며 올바르게 동작하는 설비의 경우 운전자들은 불필요한 경보를 추적할 필요 없이 공정의 미조정에 보다 많은 시간을 할당할 수 있다. 또한 경보가 올바르고, 원인을 판정하는 데에 충분한 시간이 있으며 적절한 조치를 취할 수 있다는 신뢰도 있을 것이다. 올바르게 설계된 경보시스템은 취해야 할 조치와 이에 필요한 시간을 표시하는 경보를 운전자들에게 알려준다.
올바르게 동작하지 않는 경보시스템은 운전자 성과를 악화시킨다. 많은 설비에 있어 경보에 올바르게 응답할 수 있는 공정 지식과 경험이 제대로 문서화돼 있지 않으며, 직원이 이직하는 순간 이러한 지식이 상실될 수 있다. 설비들이 전체 직원 수를 줄여 왔기 때문에, 운전자들의 통제범위와 설비구역 책임은 확대됐다. Herve는 다음과 같이 몇 가지 일반적인 경보관련 문제들에 대해 언급하고 있다.
● 경보의 누락 또는 무시.
● 경보 발생시의 대응조치에 대한 지식 결여.
● 단일 조건에 대한 이중 경보 발생.
● 비정상조건 발생원의 탐지를 어렵게 하는 경보 과다.
● 경보 우선순위가 올바르지 못하거나 결여.
● 이상이 없는데도 잘못된 경보 표시.
● 장기간 활성 상태인 경보.
● 교대 간에 경보 설정치 변동.
여러 공정 생산업체들은 영국의 Enginee ring Equipment & Materials Users’ Association의 EEMUA-191을 지침으로 이미 경보 관리 프로그램들을 구현했다. 이는 영국 내의 화학산업에서 경보 관리를 위한 모범실무다. 이는 규범적 규정을 포함하지는 않지만 지난 몇 년간 사실상의 표준으로 유지돼 왔다.
ISA-18.2는 2009년 6월에 ANSI 표준으로 채택됐다. 이는 EEMUA 지침에 기반을 두나, ISA-18.2를 ‘엔지니어링 모범실무’로 언급하는 보험산업과 규제기관들에 의한 감사의 기반을 제공하는 규범적 문구를 포함한다는 점에서 크게 다르다. ISA-18.2는 경보 관리 수명주기 기반구조를 도입했으며, ‘Alarm’, ‘Alert’ 그리고 ‘Shelving’ 등의 용어에 대한 일관적 정의를 제시하고 있다. ISA 18.2 표준에 상응하는 IEC는 현재 공식화 중이며 IEC62 682로 규정돼 있다.
[그림 1. ISA 18.2 Alarm Management Lifecycle.]
에머슨의 신규 경보 관리 프로그램
여러분은 공정 생산업체들의 경보 관리 수명주기를 지원하기 위한 최근의 공지인 ‘에머슨의 신규 경보 관리 프로그램, 공정 산업에서 엔지니어링 표준과 정부 규제를 준수하도록 지원(New Emerson alarm management program helps process industries meet engineering standards, government regulations)’을 봤을 것이다. 이 프로그램은 수명주기 전반에 걸쳐 이들 표준에 따라 설비인력이 경보시스템과 응답을 측정, 보고, 분석, 최적화하는 일을 지원한다.
이 프로그램은 자동화 안전 인증 및 컨설팅 회사인 exida와의 제휴를 포함하는데, 동사의 경보 합리화 소프트웨어는 에머슨의 DeltaV 제어시스템경보에 대한 최적화 기능을 지원한다. exida’s SILAla rm은 마스터 경보 데이터베이스를 제공하며 경보 관리 수명주기의 경보 개념, 식별 그리고 합리화 단계를 지원한다. 이는 다음 사항들을 포함해, 각 경보의 설계에 대한 검토, 근거제시 그리고 문서화의 절차를 통해 설비의 경보 합리화팀을 지원한다.
● 결과와 대응시간에 대한 평가.
● 우선순위 지정.
● 원인, 결과, 확인, 시정조치, 설계 의도, 시험 요구사항에 대한 문서화.
● 분류.
● 설정지점(한계치) 결정.
● 데드밴드 및 온/오프 시간지연의 설정.
● 경보 억제/발전형 경보 기능.
● 기능적 안전 관리.
● 경보 메시지 라우팅.
DeltaV 시스템은 실시간 경보 기능과 경보 도움말 기능을 통해 수명주기 중의 상세 설계, 구현, 운전과 유지보수 단계들을 취급해, 적절한 경보 응답과 응답 시간에 대한 안내를 제공한다.
[그림 2. DeltaV Analyze Alarm Monitoring and Assessment Report.]
10개 미만 루프가 경보 작동 주원인
또한 이 발표에서는 경보 관리 수명주기의 운전 및 유지보수 단계에서 필요한 모니터링과 평가 기능을 제공하는 DeltaV Analyze 소프트웨어에 대한 업데이트를 중점적으로 언급했다. 이 소프트웨어는 피크 및 평균 유입 경보율과 우선순위 배분 등 신규 표준에 의해 규정되는 경보시스템 성능을 측정하는 보고서를 제공한다.
보고서들은 가장 빈번하게 발생하는 경보와 가장 장기간 활성 상태로 유지되는 경보의 원인과 같은 여러 유형의 불필요한 경보 중 ‘상위 20개’ 경보의 목록을 포함한다. 10개 미만의 루프가 제어시스템의 경보 작동의 40% 이상을 발생시키는 경우가 많다. 이들 경보의 일부만이라도 처리한다면 운전자의 경보 부하를 크게 감소시킬 수 있다.
이전 게시글에서 필자는 COP(Center for Operator Performance)의 연구와, 이 연구가 운전자 워크스테이션 소프트웨어와 경보시스템의 기술을 발전시킨 방향에 대해 언급했다. 에머슨은 운전자 성과의 개선을 위해 기술의 개발의 이해를 개선시키기 위한 COP의 설립 멤버로 참여했다.
Herve가 프리젠테이션을 시작하면서 강조했듯이, 경보 관리 수명주기의 최적화는 직접적인 경제, 환경 및 안전상의 효과를 실현한다.
