오랜 기간 동안 DCS 방식으로 구축되어 있던 제조 환경을 PLC에서 확장된 개념의 컨트롤러인 PAC 기반 제어로 재구축

로크웰 오토메이션

1970년 유한양행(주)과 Kimberly-Clark 간의 합작 투자로 설립된 유한 킴벌리는 현재 한국 최대의 건강 및 위생 제품 제조 회사이다. 오랜 기간 동안 DCS 방식으로 구축되어 있던 제조 환경을 PLC에서 확장된 개념의 컨트롤러인 PAC 기반 제어로 재구축 한 사례를 소개한다.

기존시스템의 문제점

유한 킴벌리 김천 공장에서 사용해 온 시스템 중 티슈 머신 6호기와 7호기는 1980년도 중반 설치 접속 및 수리 작업은 처음부터 매우 어렵게 되어있다.

유한킴벌리의 유지보수 팀은 종종 시스템 업자를 불러서 수리 서비스를 받아야만 했으나, 이 시스템을 만든 제조업체는 더 이상 오래된 방식의 시스템 컨트롤러를 생산하고 있지 않았다. 이러한 이유로 교환 부품은 가격이 더욱 비싸지고 구하기도 힘들어지자 유한 킴벌리에서는 수량이 확보될 때면 만일의 사태에 대비하며 필요 이상의 부품을 구입해서 가득 쌓아두는 비효율적인 유지보수 운영을 지속해오고 있었다. 가장 심각한 문제는 기존의 DCS 시스템은 공장 내 다른 부분에서 사용하고 있는 새로운방식의 시스템과 잘 통합되지 않아 이러한 문제로 인해 공장의 성능과 생산성이 저하된다는 것이다.

유한 킴벌리에서는 유지보수 및 시스템통합 부분에서 커져가는 문제점을 해결하기 위해 기존에 사용하고 있던 DCS 시스템을 이중화 방식의 PLC 기반 제어 및 SCADA 시스템을 사용하기로 했다.

유한킴벌리는 기존 DCS 공급업체를 포함한 4개의 자동화 시스템 업체에 새로운 시스템에 대해 문의했고 새로운 시스템에 대해 DCS 시스템의 Structured Tex 및 Function Block Programming 기능을 다시 사용할 수 있는 시스템이 되기를 요구했다.

기존 DCS 시스템을 PAC 기반으로 전환

2006년 7월, 유한 킴벌리는 로크웰 오토메이션에 이 프로젝트를 맡겼고 이중화 방식의 ControlLogix 복합 제어기(PAC)를 기반으로 하는 시스템을 설치했다. 로크웰 오토메이션의 제조 프로세스 솔루션 팀인 MPS(Manufacturing Process Solution)와 이 지역의 시스템 통합 업체인 첨단 FA는 이 시스템 설치에 필요한 각종 기술 및 지원을 제공했다.

이 시스템에는 2000개에 가까운 아날로그 및 디지털 기반의 1756 I/O가 들어 있고 이 시스템은 ControlNet 및 EtherNet I/P 네트워크상에서 작동하며 컨트롤러 간의 통신은 광섬유선을 통해 이루어진다. ControlLogix 컨트롤러는 RSLogix5000 소프트웨어를 통해 프로그램 설정되어 Function Block 및 Suential Function Chart Editor 등과 같은 프로그램 설정 언어를 선택하여 사용할 수 있다

ControlLogix 이중화 모듈은 특별한 추가 프로그램 설정 없이도 완전 이중화 시스템을 지원할 수 있고 프로그램은 1차 컨트롤러에서 2차 컨트롤러로 자동 로딩되며 1차 컨트롤러에 고장이 발생할 경우 자동으로 2차 시스템을 통해 제어가 이루어질 수 있도록 전환된다.

또한 FactoryTalk View HMI를 바탕으로 하고 있는 통합 방식의 SCADA 시스템으로 전체 시스템이 완성된다. FactoryTalk View에서는 알람 기능 및 알림 기능, 호출 기능, 메시지 전달 기능 등이 전체 시스템에 대한 현재 공정 상황을 항상 파악할 수 있다.
 
얻게 된 이점

유한킴벌리 프로젝트 담당자인 김정수 과장은 “통합 아키텍처를 통해 이미 사용하고 있던 공정 프로그램 설정을 그대로 사용할 수 있어서 설치 작업이 아주 순조롭게 진행될 수 있었을 뿐만 아니라, 이 새로운 시스템은 Kimberly-Clark의 기준에 맞는 제품인 동시에 공장 내에 있는 기업 시스템과 아주 쉽게 통합될 수 있었다. 로크웰 오토메이션은 ControlNet 네트워크 및 EtherNet/IP 네트워크, 광섬유 케이블 등을 통해 기존에 사용하고 있던 복잡한 구조의 전선 연결을 교체했고, 그 결과 유한킴벌리 시스템의 유지보수와 고장 수리가 훨씬 용이해졌다”고 설명했다.