복잡한 플랜트의 손쉬운 처리

지멘스

HMI를 사용하여 Siemens는 지속적인 프로세스를 투명하게 시각화하고 프로세스 제어를 능동적으로 지원하는 프로세스 플랜트의 운영자 개념을 개발했다.
4개 이상의 모니터, 광범위한 장치와 소프트웨어 제품 및 측정된 값의 혼돈하기 쉬운 표시 등은 화학 약품 생산 플랜트의 제어실 운영자의 일반적인 작업 환경이다. 자동화된 하이테크 생산 프로세스라 하더라도 운영자는 필수적인 역할을 한다. 운영자는 전체 작업 프로세스 제어를 담당하며, 생산이 제대로 실행되고 프로세스 조건이 없을 때도 제품 품질이 안정적이 되며 생산 가용성이 가능한 한 높아지도록 해야 한다. 동시에 경쟁력과 비용 압력 제약 조건은 보편적이어서, 매우 효율적인 프로세스와 최대 플랜트 가용성은 물론 플랜트 운영자가 작업을 중앙 집중화하고 하나의 중앙 제어실에서 전체 생산 클러스터를 제어함으로써 운영 구조를 합리화하도록 요구한다.
BASF는 글로벌 경쟁에 직면해 있는 화학 기업의 전형적인 예이다. 그러나 생산 현장의 규모 때문에 이 기업은 프로세스 제어를 중앙 집중화하므로 비용 상황을 최적화하기 위한 최적의 조건을 갖고 있다. ‘Opal 21’ 프로젝트가 벨기에 앤트워프와 독일 루트비히스하펜에 있는 이 회사 현장에서 이러한 방식으로 시작됐다. 기존 시스템 환경에 익숙한 프로세스 자동화 분야에서 오랜 파트너인 Siemens는 이 프로젝트를 지원하기 위해 선발된 제공업체 중 하나였다.
Siemens 팀은 이 작업이 많은 프로세스 플랜트에 일반적이라는 것을 즉시 인식했다. 높은 프로세스 정보 볼륨과 이 기종 시스템 환경으로 인해 운영자 작업 환경의 복잡성이 최근 몇 년 동안 증가됐다. 운영자는 프로세스 조건을 주시하는 데 점점 문제를 겪고 있으며, 이는 시스템이 치명적인 상태를 감지하고 알람을 트리거할 때만 프로세스를 수정하는 상황을 초래할 수 있다. 따라서 Siemens는 BASF의 작업을 파일럿 프로젝트로 보았고 여러 가지 프로세스와 제어 작업에 적용할 수 있는 완전히 새로운 HMI 개념을 개발했다.
이 개념은 VDI/VDE 3699 ‘Process Control with Monitors’ 및 기타 지침에서 인용되는 규칙과 권장 사항을 바탕으로 하며, 이러한 권장 사항은 HMI 개념에 통합되었고, 사용자 중심 프로세스 시각화의 컨텍스트로 전송된다. 개념은 운영자 인터페이스와 작동 절차, 제어실과 측정 스테이션의 설계 및 조직적 수단 같이 제어 유닛의 익숙한 요소와 구조를 완전한 패키지에 결합한다. 이를 HMI(Human Machine Interface Plus)라고 하며 여러 가지 주목할 만한 기능을 제공한다.

운영자를 위해 운영자가 개발
새로운 HMI 개념은 운영자 관점에서 모든 회사를 위한 귀중한 자원을 구성하는 상당한 전문 지식과 풍부한 경험을 고려하여 의도적으로 개발되었다. Simatic PCS 7을 기반으로 하는 혁신적인 기술이 이 구현을 지원한다. 기본 HMI 요구 사항은 대부분 작업 분석에서 결정되었다. 주요 기능 중 하나는 프로세스 관련 개요에 의해 모든 프로세스의 일관성 있고 균일한 시각화이다. 운영자는 의사 결정에서 이를 지원하는 특정 장치에 관계없이 중요한 모든 파라미터를 제공한다.
HMI는 운영자에게 주요 프로세스 변수의 명확한 그림을 제공하는 디지털 및 아날로그 디스플레이의 조합인 하이브리드 디스플레이에 의존한다. 이런 접근 방식은 내장된 트렌드에서 지원하며 중요한 개발을 감지하고 운영자가 적절한 시기에 경고할 수 있으므로, 즉시 개입하여 플랜트를 침착하고 통제된 방식으로 다시 자동 작동하도록 할 수 있다.
그 결과 전체 프로세스를 안전하고 처리하기 쉽도록 만들어주는 사전 플랜트 제어가 가능해졌다. 따라서 다운타임이 거의 제거되어야 한다. 논란의 여지는 있지만 반드시 필요한 것은 그레이 스케일의 배관 구성표이다. 장비 레이아웃, 정상적인 작동 상태 등과 같은 기타 정적 표현도 드러나지 않는 색상을 사용한다. 알람과 우선순위 같이 불규칙한 상황은 매우 눈에 띄는 색상으로 표시되므로 운영자는 보호된 장치의 응답을 방지하기 위해 제 시간에 수정할 수 있다. 프로세스 그래픽은 배관과 기기(P&I) 다이어그램의 동적 이미지로 생성된다. 프로세스 그래픽의 복잡성은 시작과 종료, 정상 모드, 부하 변경 및 진단에 대한 특정 디스플레이에 의해 상당히 감소되므로 운영자는 특정 순간에 수행해야 하는 상황의 인식에 의해 지원된다.

시스템 경험
Siemens는 새로운 플랜트와 기존 플랜트 및 마이그레이션 프로젝트에서 HMI 개념의 잠재력을 크게 보고 있으므로 회사는 Simatic PCS 7 프로세스 제어 시스템의 기능을 확장하여 HMI 요구 사항에 적용되는 사용자 라이브러리 같은 기능을 통해 다기능 운영자 워크스테이션의 중요한 부분이 되었다.
시스템 솔루션 외에 현장 운영자와의 긴밀한 협업은 특정 상황에서 취해야 하는 실제 작업 루틴과 동작에 익숙한 사람들이기 때문에 중요한 요소이다. Siemens는 이를 위해 기존의 작업 전문 지식이 운영자의 머리속뿐만 아니라 직원 멤버가 이동하거나 운영자 팀을 떠나는 경우 또는 플랜트 제어가 중앙 집중화된 경우에도 운영 경험을 유지하고 프로세스를 원활하게 실행할 수 있도록 해주는 운영 개념에 통합된 전용 HMI 장치를 설계했다.
이런 식으로 BASF 같은 회사는 복잡한 프로세스를 쉽고 안전하게 처리할 수 있었다.

HMI : 사전 프로세스 제어를 위한 시스템
Siemens는 적절한 솔루션을 선택하고 제어 스테이션과 작동 개념을 분석하며, 개념, 디자인 사양 및 HMI 솔루션의 구현 과정에서 고객을 지원하는 컨설팅 서비스를 제공한다.
HMI는 여러 가지 영역에서 산업 생산 프로세스에 대한 프로세스 제어를 최적화한다.

▶ 감소된 HMI의 복잡성 ▶ 안전한 운영자 변경
▶ 색채 조합을 통해 집중 유도 ▶ 개선된 상황 인식
▶ 예측 프로세스 관리 ▶ 디자인별 작업의 재현성
▶ 안전하고 효율적인 동작

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