공정 제어 ‘블랙박스(Black Box)’
더욱 안전하고 신뢰할만한 공정제어를 하려면, 공정 및 기기의 이벤트와 상태에 대한 상세한 분석이 필수입니다. 광범위한 진단 기능을 스마트 기기들은 막대한 양의 정보를 만들어내고 첨단 네트워크 물리적 위치 어디든 전송할 수 있습니다. 하지만 이것으로 충분할까요? 특히, 고장이나 사고와 관련된 정보를 제대로 수집하고 있는 것일까요? 그러한 정보를 주고받을 수단을 가지고 있습니까? 데이터 중에서 실제 필요한 정보를 쉽게 찾을 수 있습니까? 사실은 그렇지 않습니다! 시스템들이 많은 정보를 수집하고 있는 것은 사실이지만, 아직도 부족과 한계가 있습니다. 하지만 이를 효과적으로 개선할 수 있는 방법이 있습니다.
기기들은 더욱 파워풀해지고 디지털 메모리의 가격 경쟁력이 높아질수록, 우리는 공정 자동화 분야에서 더 많은 ‘블랙박스’를 보게 될 것입니다. 과거에는 블랙박스가 항공기와 같은 거대하고 복잡한 기계에나 있는 장치로 여겼었지만, 더 이상 블랙박스는 비행기 사고를 조사하는 도구로만 쓰이고 있지 않습니다. 이제 블랙박스는 사고 기록 장치(event data recorder)로서 다양한 분야에서 그 역할을 수행하고 있습니다. 예를 들어, 많은 블랙박스가 자동차 사고를 조사하는데 사용되고 있습니다. 이러한 블랙박스는 차량 내부의 룸미러 근처나 계기판 위에 주로 설치되며, 카메라 기능 이외에도 GPS 기능이 있고, 차량 전방의 영상을 촬영하여 동영상으로 기록하는 등의 운전 데이터를 수집합니다. 이러한 데이터들은 디지털 카메라에 사용되는 것과 유사한 SD 카드에 자동으로 저장되고 컴퓨터에서 실행시킬 수 있습니다.
이러한 발전을 보면서 공정 산업에도 유사한 점이 많다는 것을 알게 되었습니다. 물론 여러분들은 자동화 시스템에 블랙박스의 기능이 이미 존재하고 있다고 생각하실지 모릅니다. 또 현재의 DCS 시스템이 문제/사고의 원인을 파악하는데 큰 문제가 없다고 주장할 수도 있습니다. 하지만, 현실적으로 모든 가능한 데이터를 수집하고 유지하는 일은 비용 측면에서 경제적이지 않거나 실현 불가능한 경우가 많습니다. 그렇기 때문에 새로운 사고방식이 필요합니다. 로컬 장치 메모리(Local Memory)와 우수한 통신장비를 결합하는 것이 바로 그 해결책이 될 수 있습니다.
지난 몇 년 동안 로컬 데이터의 저장 능력이 놀라운 수준으로 크게 증가했습니다. 이전에는 이것이 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 시스템의 특징이었지만, 오늘날에는 이러한 기기를 다양한 분야에 적용해 볼 수 있습니다. 최근에 출시된 Rosemount Analytical Model 56의 이중 입력(dual-input) 액체 분석기가 이 점을 증명합니다. 이 기기가 가진 고용량 데이터 기록기, 감사 추적(audit trail) 이벤트 기록기, 디지털 통신 능력과 같은 특징들은 제 관심을 끌기에 충분했습니다. 사실 이러한 데이터 및 이벤트 기록 능력은 30일 동안 매 30초마다 양 입력 채널의 측정 데이터를 모두 기록하는 상당한 온-보드(on-board) 저장 공간이 있어야 가능하며, 화면상으로의 출력 또는 USB 메모리 기기로의 다운로드나 PC 전송을 EXCEL 형식으로 지원해야 합니다.
실시간/일자 기준으로 300건의 이벤트가 기록 보관되며, 여기에는 가동 시간, 교정, 구성 변화, 경보, 전력 공급 중지, 고장 등의 정보가 포함됩니다. 이러한 능력은 차량이나 항공기의 블랙박스 기능과 유사하지만, 공정 제어와 관련된 블랙박스는 Ph, ORP, ISE (이온선택전극), 저항률/전도도, 퍼센트 농도, 총 염소, 유리 염소, 모노 클로라민(mono chloramines), 용존 산소, 기체 산소(gaseous oxygen), 용존 오존, 탁도(turbidity), 유량 및 온도에 대한 단일 또는 이중 측정을 포함합니다. 물론 이 기기는 완벽한 디지털 통신 기능을 가지고 있습니다.
이 액체 분석기가 유일한 사례는 아닙니다. 특히, 이러한 경향은 분석기 분야에서 두드러지고 있습니다. 에머슨의 가스 크로마토그래프(gas chromatograph) 역시 동일한 기능들을 가지고 있습니다. 이러한 블랙박스의 이점은 무심코 간과할 만한 것들이 아닙니다.