한국 에머슨 프로세스 매니지먼트 박희준 부장

“Smart Wireless는 중요한 어플리케이션에서의

                     유선을 완전한 이중화를 지원하는 무선으로 대체할 수 있게 해줘”

●● 지난 12월에 개최한 글로벌 행사인 『Conquering Complexity』에서 에머슨은 향후 프로세스 산업에서의 무선 네트워크 확산에 대한 기대감을 강하게 표명한 것이 특징이다. 에머슨은 무선이 모든 유선을 대체할 수 있다는 입장인가.
그렇지 않다. 무선이 유선을 100% 대체할 수는 없지만, 상당부분을 대체할 수 있다는 기대감을 높이고 있는 것이 우리 에머슨의 입장이다.

무선 네트워크는 배터리 수명과 관계가 깊은데, 현재 배터리 수명이 빠르게 발전하고 있다. 우리 에머슨의 경우 데이터 전송속도가 과거 10초에서 현재는 4초로 단축이 됐고, 올 2월경이면 1초로 단축이 될 예정이다. 데이터 전송속도가 4초일 경우, 배터리를 보통 1년 3개월 정도 사용할 수 있는데, 앞으로는 데이터 전송속도가 1초일 경우 1년 정도 사용할 수 있도록 배터리 수명이 길어질 것이며, 시간이 지날수록 배터리 수명은 더욱 연장이 될 것이다. 즉, 배터리 수명의 연장은 무선 네트워크의 수요가 확산이 될 수 있는 가능성이 확대된다는 의미다.

●● 에머슨은 『Conquering Complexity』 행사에서 지금 얘기한 데이터 업데이트 속도의 향상과 함께 이중화(Redundancy)에 대한 개선을 발표했다. 이중화의 개선은 무선 네트워크의 확대에 어떠한 역할을 하게 되나.
우리가 『Conquering Complexity』 행사에서 무선과 관련해 산업계에 전하고자 했던 메시지는 우리 에머슨이 데이터 업데이트 속도의 향상 및 리던던시의 강화, 이 두 가지를 통해 무선이 적용될 수 있는 범위를 확대했다는 것이다.

현재 무선 기술은 모니터링 포인트에 손쉽게 적용이 가능하지만, 고객은 컨트롤 및 중요한 감시지점을 위해 이중화(Redundancy)를 필요로 한다. 이러한 엔드 유저의 요구에 대응해 에머슨은 Smart Wireless 모니터링 및 컨트롤 솔루션을 위한 독특한 이중화 접근법을 발표했다.

최근 새롭게 출시한 「DeltaV S 시리즈」 디지털 자동화 시스템에서 지원하는 완전한 이중화는 장애가 발생했더라도 일차적인 장애 복구(Primary Failover)를 통해 데이터를 항상 전송할 수 있도록 하여 SPOF(Single Point of Failure)로부터 무선 네트워크를 보호한다.

또한 이중화 무선 I/O, 이중화 전력 및 통신, 이중화 스마트 무선 원격 링크 등을 개선했다. 이중화 Smart Wireless Remote Link는 Class 1/Div 1/zone 0에 장착될 수 있고, 이를 통해 무선 필드 네트워크를 최적화된 PID가 무선 제어에 사용될 수 있도록 DeltaV 시스템으로 쉽게 연결한다. 즉, 우리 에머슨은 새롭고 완전한 이중화를 통해 주요 프로젝트에 대한 유선 및 버스 접근 방식에 대한 보완으로써 Smart Wireless 기술력을 향상시켰다. 따라서 이를 통해 중요한 어플리케이션에서의 유선을 완전한 이중화를 지원하는 무선으로 대체할 수 있게 된다.

●● 그렇다면 무선 필드 계기가 컨트롤에도 문제없이 적용될 수 있다는 의미인가.
지금도 무선 계기가 컨트롤에 적용될 수 없는 것은 아니다. 단 어떤 프로세스인가 하는 것이 포인트다. 컨트롤은 업데이트 속도가 빨라야 하는데, 일반적으로 트랜스미터의 업데이트 속도는 0.1초 수준에 불과하다.
프로세스 어플리케이션을 이머전시와 컨트롤, 모니터링 이 세 가지로 구분했을 때, 데이터 업데이트 속도의 향상 및 이중화의 강화로 순수 모니터링 어플리케이션뿐만 아니라 모니터링 중에서 컨트롤에 관련된 일부 모니터링 어플리케이션에도 우리 에머슨의 무선 네트워크를 적용할 수 있게 됐다.

●● 이중화가 가능한 게이트웨이는 언제 출시될 계획인가.
올 4월, 이중화가 가능한 게이트웨이가 출시될 계획이다.

●● 최근에 추가된 무선 기술로는 어떤 것들이 있나.
에머슨은 무선 필드 디바이스는 물론 무선 플랜트 어플리케이션을 위한 완벽한 포트폴리오에 이르기까지, 프로세스 산업에서 가장 포괄적인 사업영역을 확장해 나가고 있다.
필드 디바이스 분야에서는 압력을 비롯한 유량, 레벨, 온도, 진동, 포인트 레벨, pH 외에도 신규로 확장 안테나와 Multi-Input 온도 트랜스미터가 추가가 됐으며, Smart Wireless THUM 어댑터와 밸브 위치 모니터가 곧 출시될 예정이다.

또 시스템 통합 분야에서는 Smart Wireless 게이트웨이와 지능형 디바이스 매니저인 AMS Suite, ROC 오일 & 가스 무선 인터페이스 외에, 신규로 DeltaV Wireless전용 Interface Unit와 Ovation Native Wireless Interface 작업자 도구가 추가될 예정이다.

●● Ovation 디지털 자동화 시스템과 관련해서 무선 기술은 어떻게 개선이 되고 있나.
Ovation 역시 현재 1420 게이트웨이를 사용하여 무선 필드 디바이스를 연결해서 사용하고 있지만, 각각의 무선 필드 디바이스를 생성시켜 관리할 수 있도록 Ovation 작업자 도구의 개발을 진행하고 있다. 이 부분이 개발 되면 유저에게 무선 디바이스 관리상에 보다 큰 이점과 향상된 효율을 제공할 수 있게 된다.

●● 에머슨이 추구하는 무선의 영역은 어디까지인가.
에머슨은 과거부터 산업용 네트워킹 부문 글로벌 리더인 시스코(Cisco)사와 협력해 무선 플랜트 네트워크와 어플리케이션을 함께 제공하고 있다. 시스코뿐만 아니라 현재 RFID나 비디오캠, 보이스 등의 전문 업체들과 협력해 이들 무선 아이템을 플랜트 네트워크에 적용해 무선 플랜트 네트워크 기반구조를 강화해 나가고 있다.
무선 플랜트 네트워크는 다수의 응용기술이 반드시 동일한 무선 인프라를 공유해야 한다는 것이 핵심으로, 에머슨은 IT 커뮤니티의 IEEE 802.11 표준을 따르고 있다.

●● 에머슨은 지난해 말부터 스마트 무선 THUM의 중요성을 강조하고 있다. 스마트 무선 THUM을 통해 확장할 수 있는 무선 영역의 예를 든다면.
유선 기반의 HART 디바이스를 무선으로 전환시켜주는 스마트 무선 THUM은 기술적인 이유 또는 경제적인 이유로 과거에는 불가능했던 지역까지 예측지능을 확장하는 것이 특징이다.
이 스마트 무선 THUM은 기기의 다양한 정보를 제공하여 기기 진단에의 접근 기회를 제공하고, 원격장치 관리 및 상태감시를 가능하게 하며, 다변수 기기로부터 효율적으로 데이터를 수집한다. 또 HART 장치의 무선 연결을 통해 새로운 측정지점을 가능하게 한다.

값비싼 루프 배선 비용 때문에, 또는 사용할 수 있는 I/O가 없어서 새로운 측정기기를 설치하지 못하는 경우가 간혹 발생하는데, 스마트 무선 THUM 어댑터를 사용해 완전한 무선 버전을 아직 사용할 수 없는 탱크 게이지나 레이더 레벨, 초음파 레벨, 유량, 밸브 등의 제품에 대해 무선기술의 장점을 적용할 수 있다.
Rosemount 레이더 탱크 게이지에 스마트 무선 THUM 어댑터를 사용해 탱크 측정 정보를 전송할 수 있는 것이 하나의 예다.

●● 업계 최초로 발표한, 무선 WirelessHART용 밸브 위치 감시장치가 유저에게 제공하는 이점은 무엇인가.
우리 에머슨은 Fisher 4320 무선 위치 모니터의 발표로 Smart Wireless 솔루션 제품군을 더욱 확대했다.
Fisher 4320 모니터는 무선이라는 이점 이외에도, 정확한 위치 피드백을 제공하는 업계 최초의 유일한, 무선 장치라는 점에서 의의가 큰 제품이다. 4320 모니터 역시 산업 표준 WirelessHART 통신을 사용한다.
대다수 공정 설비는 값비싼 배선 비용 때문에 수백, 심지어 수 천여 밸브가 제어 시스템에 연결되지 않은 상태로 있다. 이들 밸브는 잘못된 위치에 있는 밸브가 안전사고의 주요 원인이 될 수 있는 상황에서조차 정확한 현 위치에 대한 피드백을 제공하지 않는다. 따라서 일반적으로 사용자는 설비의 효율성과 안전성에 매우 유용한 위치 데이터에 접근할 수 없었다. 

Fisher 4320 무선 위치 모니터는 유선 솔루션 설치비용의 불과 10%~20%로 빠른 설치 및 시운전이 완료된다. 즉, 무선 모니터는 사용자에게 정보에 접근할 수 있는 가격 대비 효율적인 방법을 제공하면서, 빠르게 설치되어 작동될 수 있다는 이점을 제공한다.
Fisher 무선 장치는 표준 및 위험한 위치에 있는 밸브, 조절 장치, 루버(Louver), 변위 및 유동 레벨 센서, 릴리프 밸브와 같은 장비를 감시한다. 4320은 특허 받은 비 접촉 회전식 선형 모니터링으로 한 뼘 거리에 있는 모든 장치에 적용할 수 있다.

4320 모니터는 우리 에머슨의 PlantWeb 아키텍처를 사용해 전송 자산 최적화, 공정 자동화 및 관리의 집행을 통해 설비 효율성을 2% 이상 향상시키는 에머슨의 광범위한 인텔리전트 필드 장치의 일부이다.
Smart Wirelss 제품군은 현장 계측 및 설비 운영을 위한 솔루션을 제공하며, Fisher 위치 모니터는 현장 계측용 무선 솔루션의 일부이다. 또한, 이 제품군은 무선으로 회전식 또는 선형 움직임을 감지하며 밸브, 슬라이딩 스템 조절 장치, 안전 릴리프 밸브 등의 온/오프 상태를 감시하는 TopWorx 4310 무선 위치 모니터를 포함한다. 다른 무선 장치는 Rosemount 송신기 및 Machinery Health Management 장치, AMS Suite 예측적 유지관리 소프트웨어에 내재된 무선 인터페이스, DeltaV 또는 Ovation 디지털 자동화 시스템 및 SmartStart Services를 포함한다.

●● Fisher 4320이 적용된 사례가 있나.
Harcros Chemicals사의 사례를 소개하면, 현재 Fisher 4320 무선 위치 모니터가 이전에 설비 제어 시스템에 연결되지 않았던 Horcos사의 모니터 밸브를 지원하고 있다.
Harcros는 화학 물질 생산 시설의 표본 추출, 감독, 분사 및 추출 공정에서 수동 밸브를 사용하는데, 많은 밸브가 접근이 어려운 원격지에 위치하고 있어서 유선으로 연결하기에는 많은 비용이 소요된다는 문제가 있다. 밸브의 감시는 작업자가 위험한 지역에 들어가거나 사다리를 타고 올라가 밸브의 상태 또는 위치를 확인해야 하는 어려운 작업이었다. Harcros는 밸브 성능을 감시할 수 있는 쉽고 안전한 방법을 찾던 중 에머슨의 새로운 Fisher 4320 무선 위치 모니터를 설치했다.

이 회사의 장치 관리자에 따르면, Harcros 시설은 무선 계측 장비를 사용해 엄청난 이익을 얻었으며, 절약한 총 비용이 ‘배선이 없는’ 설치에 따른 직접적인 비용 절감을 훨씬 초과했다고 한다. 또한 무선 위치 모니터를 통해 실수를 미리 방지하고 안전을 증가시키는 효과를 얻었으며, 무선 밸브 위치 모니터링을 통해 비싼 재작업뿐만 아니라 부주의한 배출, 잘못된 배치(Batch), 정화, 재료 손실을 피할 수 있다고 밝히고 있다.
Harcros사의 경우, 밸브의 위치와 밸브로 운송하며 제어하는 독성 화학 물질 때문에 작업자의 안전은 중요한 관심 사항으로, Harcros 시설에서는 노출될 경우 사람의 눈, 피부 또는 호흡기관에 염증을 일으킬 수 있는 산화 프로필렌과 산화 에틸렌을 사용하여 공정을 관리하고 있고, 또 독성 화학 물질이 누출될 경우 막대한 벌금이 부과될 수도 있다.

 
예를 들어 각 배치 작업의 전ㆍ후에 샘플 및 배수 밸브를 열어서 정화하는데, 이 공정 동안 일부 제품이 배출되거나 누출될 수 있으며, 새 배치 작업이 8~16시간 마다 시작된다. 고립된 수동 밸브에 22대의 무선 위치 모니터를 장착하여 부주의한 배출로 인해 값비싼 벌금 또는 생산 지연이 발생하기 전에 배출 여부를 확인할 수 있었다.

 가동 정지, 재작업, 정화 및 처리에 드는 비용은 사고 당 25,000 달러에까지 이를 수 있다. Harcros는 무선 모니터 장치를 사용해 ‘제품 방출’ 사고를 3번 방지함으로써, 벌금을 제외하고도 최소 75,000 달러를 절약할 수 있었다.
Harcros는 더 많은 수동 밸브에 Fisher 무선 위치 모니터를 적용시키는 것 이외에도 현재 캔자스 시 현장의 탱크 액위 관리, 궤도차 모니터링, 온도, 압력 및 흐름 어플리케이션 호스트에 에머슨의 Smart Wireless 기술 도입을 고려하고 있다.

●● 에머슨의 향후 무선 제품 로드맵에 대한 설명을 부탁한다.
현재 전자 유량계 및 와류 유량계, 코리오리스 질량 유량계 등 전 유량계에 대한 무선화와 로즈마운트의 레이더 레벨의 무선화를 진행하고 있으며, 앞서 얘기한 대로 Ovation 전용의 무선 디바이스 매니저 등을 개발하고 있다.

●● 지난해 대우조선에 적용된 무선계기 외에 현재 한국 에머슨 내 무선 사업의 진행상황은 어떠한가.
대우조선 외에 현재 모 정유 업체 및 정밀화학 제조업체와 무선 디바이스 도입을 위한 상담을 진행하고 있다. 지난해 국내에서 무선인증을 받았기 때문에, 올해는 한국시장에서 에머슨의 무선 사업이 본격적으로 개시되는 원년이 될 것이다.

●● 국내에서 Smart Wireless 수요를 확대하기 위해 올 한해 주력할 어플리케이션으로는 어떤 것들이 있나.
해외에서는 정유산업 분야에 초점을 맞춘 사업이 전개되고 있는데, 국내에서는 올 한 해 로딩에 적용되는 롱 파이프나 정유회사의 화물차 이송 어플리케이션, 회전로 등의 어플리케이션을 타깃으로 한 사업을 적극적으로 전개해 우리 에머슨의 앞선 무선 기술력과 솔루션을 확대해 나가는데 무게중심을 둘 계획이다.

●● 향후 무선 네트워크의 수요는 어떻게 전망하나.
DeltaV 시리즈와 함께 이용할 수 있는 기술혁신은 무선 컨트롤 및 중요한 모니터링에 대한 견고성과 신뢰성을 제공한다. WirelessHART는 필드버스와 유선 HART와 함께 모든 프로젝트에 대한 자동화 도구상자의 일부가 될 것으로 기대된다.
무선을 사용하는 공장은 간소화된 엔지니어링 및 설치, 탄력적인 시작, 빠른 배치 및 프로젝트 완료를 통해 시간과 비용을 절약할 수 있기 때문에 앞으로 무선의 수요는 늘어날 수밖에 없다.
현재 사용자와 커스토머들의 무선에 대한 인식은 대단히 빠르게 변화하고 있다. 엔드유저들이 목적으로 하는 것은 효율과 비용이다. 여기에 무선 네트워크가 해답을 줄 수 있기 때문에 무선의 수요는 무궁무진하다고 할 수 있다.