증기 회수 장치(VCU)나 증기 연소 장치(VCU)에 치명적인 고장이 발생했을 때 작동 중지에 따른 실제 손실 비용은 얼마일까요? 오늘날 그 비용은 감당할 수 없을 정도로 높을 수 있습니다. 대부분의 펌프는 며칠 내에 수리하거나 카본을 교체할 수 있지만 시스템의 핵심인 프로그램 가능 논리 제어 장치 (PLC)를 잃게되면 훨씬 더 장시간의 운영 중단을 야기할 수 있 습니다. 미국에서는 PLC의 구성요소와 관련된 심각하고, 때로는 전례없는 문제들을 경험하고 있습니다. PLC 장비는 빠르게 구식화 되어가고 있는데, 경우에 따라 더 이상 지원하지 않는 장비도 있습니다. 이를 염두에 두고, 장비의 작동 중지 기간이 며칠이나 몇 주에 이를 수 있는 주요 고장을 예방하기 위한 조치를 고려하는 것이 매우 중요합니다.
PLC의 간략한 역사
PLC를 운영에 도입한 최초의 산업은 자동차 산업이었습니다. PLC 이전에는 대부분의 장비 제어가 릴레이와 타이머 로직에 기반했으며, 제어 캐비닛 공간이 협소하고, 연속 조정은 제한되어 수동으로 이루어졌고, 시스템 기능을 변경하려면 일반적으로 대규모의 설계 업데이트가 필요했습니다.
PLC가 도입되면서 하드웨어 공간의 필요성이 줄어들었고, 크고 작은 시스템 운영 변경을 신속하게 구현할 수 있게 되었습니다. PLC 기술이 개발되는 만큼 빠르게 배포되었고, PLC는 기계 제어를 위한 업계 표준이 되었습니다. 이제 거의 모든 전자 기계 장비는 어떤 형태든 PLC에 의해 구동됩니다.
대부분의 산업과 마찬가지로 정유소와 터미널에서 사용되던 최초의 석유화학 배출 제어 장비는 릴레이 로직 제어 방식이었습니다. 1980년대 중반에 VCU는 PLC형 로직 컨트롤러와 통합되기 시작했습니다. 1990년대에 장비 제조업체는 컴팩트한 공간 요구 사항과 작동의 단순성 때문에 제너럴 일렉트릭(GE) 및 앨런 브래들리(AB) 유형의 PLC 컨트롤러를 표준화하기 시작했습니다.
증기 제어 장비에 사용된 최초의 PLC는 두 개의 GE 모델이었으며, 1980년대 말과 1990년대 초에 AB 모델 PLC가 그 뒤를 이었습니다. 장비 제조업체들은 대부분의 증기 제어 장비에 PLC를 빠르게 통합하기 시작했습니다. 대부분의 기술이 그렇듯이 컨트롤러는 계속해서 빠르게 개선되었고, 2000년대 초중반에는 이러한 초기 버전이 이미 단종되었습니다.
배기가스 제어 장비의 가동 시간을 유지하는 것은 이를 작동하는 PLC가 향후에도 계속 유지되고 지원되는지에 따라 크게 좌우되기 때문에 이러한 제품의 단종으로 인해 심각한 운영상의 문제가 발생했습니다.
PLC의 현재 상태
오늘날의 배기가스 제어 장비에는 훨씬 더 정교한 전자 제어 기술이 적용된 새로운 배기가스 제어 장비 시스템이 있습니다. 연속 배출 모니터(CEMS)와 같은 장치의 피드백은 문서화 및 유지보수 목적으로 지속적으로 기록됩니다. 또한 제어 시스템에서 시스템 프로세스를 지속적으로 검토하고 자동으로 조정하여 장비가 운영의 다양한 변화에 적응할 수 있도록 합니다. 운영자는 그 어느 때보다 PLC에서 수집한 데이터에 의존하고 있습니다.
최근 물류, 제조 운영 및 생산에 차질이 빚어지면서 업계에서는 신규 및 교체 PLC 구성 요소의 배송이 크게 지연되고 최신 스타일의 제어 기술에 대한 지원이 훨씬 더 느려지고 있습니다.
1990년대 초 이전에 제조된 PLC 모델과 같이 단종된 장치와 관련된 하드웨어는 점점 더 찾기 힘들어지고 있습니다. 대부분의 공급업체는 이러한 컨트롤러가 단종되었다는 사실을 알고 있기 때문에 더 이상 구형 모델을 취급하지 않습니다. 이로 인해 PLC 문제에 대한 심각한 작동 정지나 장애가 발생할 가능성이 크게 증가했습니다.
Zeeco는 모든 고객에게 장비를 제어하는 현재 PLC의 인벤토리 작성을 권장합니다. 운영자는 내부 유지보수 팀이나 Zeeco와 같은 기타 증기 서비스 제공업체의 지원을 받아 PLC 구성 부품 번호를 문서화하고, 시스템의 중요 예비 부품을 찾고, 각 시스템을 작동하는 PLC 프로그램의 백업 사본을 확보해야 합니다. 단종된 부품을 포함한 많은 부품들을 여전히 인터넷에서 구할 수 있는 경우가 있지만, 이러한 방식으로 부품을 조달하는 것은 신뢰할 수 없습니다. 이러한 인터넷에서 구한 부품은 중고품이거나 포장이 벗겨진 상태 또는 오래된 재고일 가능성이 높아 위험할 수 있습니다. CPU, 입력 모듈, 출력 모듈의 종류가 매우 다양하기 때문에 대부분의 공급업체가 재고를 단기간에 확보하는 것은 거의 불가능에 가깝습니다. 단일 PLC 구성 요소의 손실은 한 시간의 가동 정지 시건과 며칠간의 가동 정지 시간의 차이를 가져올 수 있습니다.
다음 단계는 무엇일까요?
가동 중단 시간을 최소화하는 것이 중요한 초점이라면 PLC 시스템을 보다 안정적으로 지원하는 최신 기술로 업그레이드하고 여분의 PLC 모듈을 확보하는 것을 고려해야 합니다. 최소한의 가동 중단 시간 상황을 관리하는 데 필요한 예비 부품은 신뢰 가능한 공급업체를 통해 확보되어야 합니다.
제조업체는 시스템의 PLC 프로그램에 대한 지원을 제공하거나, 대부분의 경우 기술자를 현장에 파견하여 향후 필요한 PLC 프로그램을 백업할 수 있습니다. 제조업체에 관계없이 자격을 갖춘 제어 전문가가 최상의 솔루션을 결정하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 기존 장치를 최신 기술로 교체하는 것도 옵션입니다.
Zeeco는 이러한 유형의 중요한 작업에는 턴키 방식을 권장합니다. 가동 중단을 방지하는 것이 가장 중요한 목표이므로 교체 PLC를 설계하고 사전 구축하는 데 도움을 줄 수 있는 공급업체를 찾는 것이 최선의 조치입니다. 더 이상 지원되지 않는 장비의 위험으로부터 현장을 보호하는 것은 시스템의 작동과 성능을 향상하고 개선하기 위해 단말기를 수정하는 것과 마찬가지로 중요합니다.
PLC 장비 프로젝트가 같은 종류로의 교체인 경우, 적절하게 계획하면 단 하루의 가동 중단 시간으로 업그레이드를 완료할 수 있습니다. 현장에서 기능을 크게 개선하거나 전력 소비를 줄이거나 데이터 수집을 강화할 수 있는 업그레이드를 고려하는 경우, 가동 중지 시간이 추가로 필요할 수 있습니다. 보다 중요한 제어 업그레이드의 경우, 이러한 수정 중에 운영을 유지하기 위해 렌탈 증기 제어 시스템과 같은 백업 시스템을 고려할 수 있습니다. Zeeco에서 다양한 렌탈 장비 옵션을 제공하여 수리가 진행되는 동안 현장에서 규정을 준수하며 운영을 유지할 수 있도록 지원합니다.
PLC 업그레이드를 고려할 때는 최신 기술은 단지 가동 중단을 방지하는 것 이상의 역할을 할 수 있다는 점을 명심해야 합니다. 최신 PLC로 업그레이드하면 시스템을 더 스마트하게 만들 수도 있습니다. 환경, 사회, 지배구조(ESG)가 의무화되는 새로운 시대에 최신 PLC는 전력 소비와 장비 가동 시간을 줄이는 더 스마트한 운영을 지원할 수 있습니다. 예측 유지보수, 배기가스 모니터링, 전력 절약, 운영자 상호 작용을 위한 데이터 수집은 모두 새로운 PLC의 이점입니다. 또한 심각한 고장을 예방하기 위한 사전 경고 데이터와 운영자 지침 및 부품 식별 데이터도 제공할 수 있습니다. 구형 액체링 VRU(글리콜 시스템)는 건식 진공 펌프 기술로 쉽게 개조할 수 있습니다. 지속적인 배출 모니터링을 통해 데이터를 쉽게 기록하고 보호할 수 있습니다. 또한 최신 제어 기능을 사용하면 장비를 추가로 수정하여 시스템의 전반적인 기능을 향상시켜 각 시설의 배출량과 에너지 사용량을 줄일 수 있습니다.
업그레이드가 필요한지 확인하는 방법
현장의 증기 제어 장치 PLC가 1990년대 초 이전에 개발 및 설치된 경우, 지원 하드웨어를 식별하고 찾기 위한 조치를 취하거나 더 나은 최신 지원 기술로 전면 교체를 고려해야 합니다.
주요 고려 사항:
- 이러한 장치가 처음 설치된 이래로 소프트웨어가 지속적으로 개선되어 매년 여러 버전이 만들어지고 있습니다. 많은 자동화 지원 팀이 현장 PLC의 특정 소프트웨어 버전을 가지고 있지 않을 수 있으므로, 이를 파악하고 현장에서 선택한 유지보수 제공업체가 이를 지원하는지 여부를 파악하는 것이 중요합니다. 유지보수 제공업체가 지원하지 않으면 현장 설비가 장시간 가동 중단에 노출될 위험이 있습니다.
- 휴대폰 커넥터와 마찬가지로 구형 PLC 커넥터는 때때로 찾기 어렵습니다. 수년에 걸쳐 이러한 커넥터가 변경되고 개선되었기 때문에 구형 PLC에 연결할 때 프로그램에 액세스할 수 있는 올바른 케이블이 없으면 연결이 제한될 수 있습니다.
- 오래된 자동화 엔지니어가 은퇴함에 따라 새로운 인력이 오래된 기술에 익숙하지 않을 수 있습니다. 구형 장비에 대한 장기적인 지원이 어려울 수 있습니다.
- ESG 고려 사항과 규제 기관은 앞으로 훨씬 더 빠르게 진화할 것이므로 모든 유형의 유해한 배출을 줄이는 데 중점을 두는 것이 핵심입니다.
- 새로운 프로그래밍에는 사용자 정의 데이터 유형(UDT)이 있습니다. 이러한 UDT는 블록과 데이터를 표준화합니다. UDT는 프로그래밍 스타일 전반에서 표준화를 촉진합니다. 프로그래밍을 표준화하면 프로그래밍 시간을 최적화하고 프로그래밍 문제 발생을 줄일 수 있습니다.
그림 1. 이전: VRU 애플리케이션의 구형 PLC 장치
그림 2. 이후: 분류된 구역이 아닌 새 패널에서 최신 PLC로 업그레이드. 이전 제어 패널을 정션 박스로 사용했습니다.
결론
단종된 PLC를 새 버전으로 교체하는 방법에는 세 가지가 있습니다.
CPU를 업그레이드할 수 있는 변환 옵션이 있지만 기존 또는 새 I/O 카드를 활용하는 새로운 PLC가 있습니다. 배선 스윙 암은 새 구성 요소와 함께 작동하므로 패널을 완전히 다시 배선할 필요가 없습니다. 새 랙은 기존 제어판에 설치하기 전에 사전 제작 및 테스트할 수 있습니다.
기존 제어판에 맞게 설계된 새 PLC 하드웨어 및 단자를 사용하여 새 후면 패널을 사전 제작하면 신속하게 교체할 수 있습니다. 전원 및 관련 배선을 분리하면 기존 제어판 백플레이트를 제거할 수 있으며, 새 PLC 하드웨어가 포함된 사전 구축된(일부 경우 사전 배선된) 새 백플레이트를 끼워 빠르게 연결할 수 있습니다. 새 PLC에는 유사하거나 업그레이드된 프로그래밍을 미리 로드하여 장치를 작동할 수 있습니다.
기존 제어판의 공간이 제한되어 있거나 낡은 상태이거나 제어판을 다른 전기 분류 구역(예: 1등급 1구역에서 비위험 구역으로)으로 옮기려는 경우, 완전히 새로운 제어판을 고려할 수 있습니다. 모든 보조 구성 요소를 업그레이드하는 것이 향후 고장을 방지하는 가장 좋은 방법입니다. 변환 키트를 사용하는 것보다 더 까다로운 접근 방식이지만, 배선을 다시 하면 기존 PLC 하드웨어와 깨끗하고 완벽하게 단절할 수 있습니다. 이 접근 방식은 미래에 더 큰 유연성을 제공하고 더 많은 기술과 제어를 추가하는 데 필요할 수 있는 확장을 위한 공간과 접근 용이성을 제공합니다. 이 옵션은 스키드의 오래되거나 부서지기 쉬운 배선을 교체하기 때문에 추가적인 이점이 있습니다. 전환하는 동안 가동 중단을 방지하기 위해 규정을 준수하면서 운영을 유지할 수 있는 렌탈 시스템을 배포할 수 있습니다.