[FA저널 SMART FACTORY 이건오 기자] 용융 아연 도금 공장 2는 티센크루프가 현재 운영하고 있는 8개 유닛 중 하나다. 이 공장은 길이가 대략 300m에 달하며 연간 440km의 아연 도금 강판을 생산하고 있다. 제품은 대부분 자동차 제조 산업에 사용된다.

[사진=지멘스]

이번 프로젝트에 대한 계약은 금속 가공 산업에서 상당한 경험을 갖고 있는 독일 메른베르크의 ‘focus Industrieautomation’로 결정됐다. 30명으로 구성된 이 시스템 통합 업체는 자동화 프로젝트와 까다로운 SCADA 프로젝트를 다룬다. 동시에 focus는 지멘스의 솔루션 파트너이자 2009년부터는 지멘스 자동화 솔루션 시행에 있어 광범위한 제품과 프로젝트 전문성이 있는 WinCC 전문가로 함께하고 있다.

focus는 제어 시스템으로 용융 아연 도금 공장에 향후 기능적 확장을 구축할 수 있는 Simantic WinCC V7 SCADA 시스템을 사용하고 있다. 이 소프트웨어와 가상 환경에서 필요한 조건을 사용하는 것은 이미 테스트가 진행됐고 테스트 도중 지멘스에서 승인했다.

제어 시스템은 가능한 한 안전을 기하도록 설계됐다. 이에 중복 서버를 가동하게 되는데 이것은 가상 서버 하나가 고장이 나더라도 데이터 유실은 없다는 의미다. focus는 WinCC 서버에 과부하를 주지 않기 위해 인트라넷을 통해 가동 스테이션이 가상 머신에 접근할 수 있도록 독립적인 웹 서버를 설정했다. 이를 위해 접근 권한을 각각의 사용자가 설정할 수 있도록 하는 WebNavigator 옵션을 사용했다. 가상 환경에서도 마찬가지로 Simantic Process Historian을 주요 장기 데이터 기록 보관소로 선택했다. Simantic IPC547E 산업형 PC는 WinCC 프로젝트가 생산 과정과 독립적으로 수행/실험되도록 하기 위해 제어 시스템의 엔지니어링 스테이션으로 사용한다.

focus는 Modbus Plus 통신 프로토콜과 함께 현존하는 자동화 요소가 어떻게 하면 Profinet을 활용한 새로운 제어 시스템에 연결될 수 있을지를 해결해야 했다. 이를 위해 Modbus Plus 통신 카드를 PCI-bus를 통해 추가된 두 개의 Simatic IPC547E Rack PC에 삽입했다.

가동 스테이션 대부분은 하드웨어로 산업 기준 Simatic Thin Clients를 사용했다. 해당 클라이언트로의 데이터 전송을 위한 물리적 매체로는 공장 내부에 있는 다양한 기계에서 나오는 전기적 간섭의 영향을 배제하기 위해 광섬유 케이블을 사용했다. 새로운 제어 시스템은 전력망이 고장 났을 때 활성화돼 공장을 안전하게 중단하고 관련된 처리 값이 모두 저장될 수 있도록 하는 무정전 전원 장치를 통해 완성된다.

일단 기술적인 경계 조건이 정의되고 나면 focus에서는 실행에 주목한다. 여기에는 새로운 제어 시스템에 추가되는 혁신적 기능이 포함돼 있다. 가동 스크린을 더욱 선명하게 만드는 것과 동시에 별개로 애니메이션을 사용해 처리 과정에 대한 보다 직관적인 이해를 돕는 것이 그 예다. 또한, 강판 두 장의 연결 부위가 어디인지 공장 내부에서 쉽게 확인할 수 있다. 연결 부위는 연속 강판의 약점이며 공장을 지나는 동안 항상 특별한 주의를 필요로 한다.

접근 권한은 어떤 가동자가 어떤 스테이션에서 경고 혹은 오류 메시지를 볼 수 있는지 정의하는 데 사용한다. 예를 들어, 가동자는 각 제조 영역에서 각자가 맡은 모니터에 뜨는 메시지만 볼 수 있다. 공장에 대한 원격 접근은 현대적인 보안 기준에 부합하며 미리 설정된 VPN 연결을 통해 이뤄진다.

[사진=지멘스]

종국적으로 현재 공장이 티센크루프의 ‘Enterprise Resource Planning’ 시스템에 직렬 커플링을 통해 직접적으로 연결돼 있기 때문에 공장의 데이터를 회사 전반적으로 사용할 수 있다. 이것은 각 코일의 제품 및 품질 데이터에 대한 중앙 관리가 가능하며 ERP 시스템에 직접적으로 할당될 수 있다는 뜻이다. focus Industrieautomation의 마커스 미쉘(Marcus Michels) CEO는 “이번 프로젝트에서 우리가 마주한 가장 큰 도전 과제는 Modbus Plus 커플링 설정, 현존하는 컴퓨터 환경의 교체, 기업 네트워크로의 새로운 시스템 통합이었다”고 요약했다.

전반적으로 새로운 SCADA 시스템 시운전에 대한 계획이 시작되고 거의 1년이 지났다. 이 기간 동안 광섬유 케이블, 제어 캐비닛과 같이 필수적인 추가적 하드웨어를 설치했고 정기 유지보수 기간이라는 짧은 시간을 틈타 공장의 현재 가동과 병행해 새로운 제어 시스템을 설정하고 테스트했다. 새로운 시스템으로의 최종 전환은 8시간 유지보수 기간 중에 이뤄졌다. 요아킴 트리첼러(Joachim Tritschler) 프로젝트 리더는 “이번과 같은 매우 복잡한 관리가 필요한 프로젝트는 늘 어렵지만 우리는 focus와의 협력에 있어 매우 긍정적인 경험을 갖고 있었다”며, “그 협력과 경험으로 프로젝트는 아무런 문제없이 마무리될 수 있었다”고 말했다.

새로운 WinCC V7 SCADA 시스템으로의 변환을 완수하면서 제어 분야 공장을 현대화하는 첫걸음을 떼게 됐다. 티센크루프는 이미 새로운 제어 시스템의 혜택을 맛보고 있다. Process Historian과 ERP 시스템 연결로 인한 데이터 가용성 덕분에 이제는 공장의 최적화와 생산성 증가를 이끌어내고 있는 상세한 장기 분석이 가능하다.

네트워크를 통한 공장으로의 접근은 언제 어디서든 가능하다. 가동 담당자가 서비스 기술자나 유지보수 엔지니어에게 질문이 있을 때 매우 유리한 부분이다. 또한 focus에서 언제든 공장에 연결할 수 있기 때문에 제어 시스템에 문제가 생겼을 경우 즉각적인 지원이 가능하다. 용융 아연 도금 공장의 아프로디테 그리고리아두(Afrodite Grigoriadou) 유지 담당자는 “빠르고 효율적인 지원은 문제가 생겼을 때 굉장히 중요한 부분”이라며, “여기에서는 아주 효과적으로 일이 진행돼 목표를 달성했다”고 전했다. 이번 현대화 프로젝트를 통해 티센크루프의 용융 아연 도금 공장은 더 높은 출력과 더 나은 처리 과정의 신뢰성을 달성할 수 있었다.

[이건오 기자 (fa@infothe.com)]

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