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연재 급부상하는 태풍의 눈, APL (1)

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작성자 댓글 0건 조회 1,115회 작성일 20-07-15 14:59

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1. PROCESS 계장 분야 최초의 국제표준


아직 큰 변화는 오지 않았다. 이제 시작일 뿐이다. APL(PROCESS계장안전/고급물리계층)은 세계 PROCESS 계장분야의 틀을 완전히 바꾸어 놓을 것이다. PROCESS 계장분야에 APL이 바짝 다가오고 있다.

 

세계 PROCESS 계장 산업분야의 역사 및 국내외 시장의 크기

산업분야에서 좀 독특한 분야 중 하나로 꼽을 수 있는 분야가 있다면, 그것은 단연 PROCESS 계장분야가 아닐까 한다. 우선 PROCESS 계장분야의 국내외 약사를 단편적으로나마 살펴보기로 하자.

 

PROCESS 계장분야라는 용어는 필자가 편의상 쓴 용어임을 밝힌다. 원래는 국제적 단어가 PROCESS 하나인데 계장(Instrumentation)을 추가한 것이다. 그 이유는 우리나라는 산업의 초창기 일본에서 기술이 도입되었기 때문이다. 즉 계장은 일본의 산업용어이다. 추측이긴 하나, 계장은 악기 또는 오케스트라의 뜻도 담겨있다고 한다. 한문으로는 計裝이다. 필자의 자의적 해설은 계()는 계량을 의미하고 장()은 힘센 장사(壯士)가 멋진 의상(衣裳)이나 의관(衣冠)을 입고 있는 글자 두 개가 상하로 합성된 이라고 본다면, 프로세스현장의 다양한 탱크(Tank), 타워(Tower) 베셀(Vessel)등의 프로세스를 힘차게 돌리는 계장 신호는 막강한 물리량이다. 장사 정도의 힘으로는 작은 밸브 하나도 못 돌린다. 계측제어 분야는 자동제어 이론을 토대로 실천하는 독특한 산업 분야이며, 한국에 본격 상륙한 것은 5.16 이후 박정희 대통령이 제1차 경제개발 5개년 개혁을 시작한 70년대 초부터, 중화학공업 육성정책에 따라 충주비료, 울산석유화학공단, 온산 국가산업(비철금속)공단, 등을 유치한 것이 효시가 되었다.

  

예를 들면, 장치산업을 구성하는 석유/석유화학/케미칼/파인케미칼/전력/상하수도 처리/환경/제철/비철금속/식약품/반도체/LCD 분야에 이르기까지 광범위한 산업 분야에서 플랜트가 보유하는 각종 물리량, , 온도(Temp)/압력(Press)/유량(flow)/레벨(Level)/중량(Weighing) 등의 측정에 자동제어 이론이 작용한다. 외란에 대한 제어 기능상 P(비례/Proportional), I(적분/Integral), D(미분/Derivative) 복합 또는 단위 동작이 작용하는 독특한 기술분야에서, IEC1940년대에 규격화한 공기압신호(0.2~1.0Kg/cm2, 3~15psi), 1960년 제정한 전기신호(4~20mA), 2020년 현재까지도 국내 장치산업이 있는 플랜트에 온도(Temp)/압력(Press)/유량(flow)/레벨(Level)/중량(Weighing)등의 아날로그 트랜스미터나 컨트롤밸브가 있는 현장에 그대로 사용되고 있다. 수년간의 조사 결과에 따르면 현재 배치(Bach) PROCESS가 돌아가는 공장의 Feedback Loop 숫자는, 작은 화학공장에서부터 대규모 석유화학공장에 이르기까지 약 300만개의 Feedback Loop(폐회로)가 산재한 것으로 집계되었다. 가령, 제어기(Controller), 송기(Transmitter), 컨트롤밸브(Control Valve)로 구성되는 피드백회로를 살펴보자. 제어기는 중형 PLC 1EA, 전송기는 전자식 전송기 1EA, 컨트롤밸브는 SUS 316 재질의 4인치 구경 Glove밸브 1EA , 3요소로 1개의 피드백 루프를 구성했다고 가정했을 때, 국내공장의 Feedback Loop300만 회로로 추산하고(10년간 조사결과), 여기에 CVVSB 22C 신호케이블을 압력, 유량, 레벨 등은 2선을 연결하고, 온도는 3선식~4선식을 연결하여, 덕트, 콘듀이트 배관 등이 포함된 계장공사를 추가한 비용계산의 합계는 대략 1조원 정도가 산출되며, 이것이 국내 PROCESS 계장 시장의 크기로 보는 근거이다.


APL을 공동 개발 추진키로 한 오디브이에이(ODVA), 필드컴그룹(FeildComm Group), 피아이인터내셔널(PI International) 3대 기관이 2022년 말 전세계에 APL 개발 완료를 발표하는 순간, 한국을 비롯한 전세계의 PROCESS 계장시장은 이 뉴스로 디지털 전환(Digital transformation)의 대약진이 시작될 것이며, PROCESS 계장시장은 요동칠 것이다. PROCESS 계장 시장은 긴 아날로그(Analog)의 터널에서 깨어나 4차산업혁명과 스마트공장(SMART FACTORY)에 본격 진입하게 되는 것에 대해 관계자들이 모두 환영하게 될 것이며, 5G~6GEdge computing, AI기술들이 대거 채택될 것이다. PROCESS 계장 분야는 보수적인 과거의 기술에서 탈피하여 일대 변혁을 추진하게 될 것이다. 특히 DCS의 모습에 많은 변화가 예상된다.


지난 35, 미국 플로리다주 팜 하버에서 세계 50개 이상의 회사에서 온 120여명의 이 분야 기술전문가들이 참여한 20ODVA 연례 회의가 개최되었다. 이 회의의 하이라이트인 Amazon Web Services의 기조연설에서 “5G WiFi 6를 공장 현장에서 전송할 수 있나요?”라는 제목의 패널 토론과 “Edge and Beyond의 산업 자동화 제품 생태계에 대한 디지털 혁신의 영향이라는 타이틀로 시작된 ODVA 리더십 연차총회에서 PPT로 발표된 자료에는, 2022년 전세계가 APL을 국제표준으로 사용할 경우 전 세계 PROCESS 계장분야에 미치는 파장과 시장의 크기는 미화 약 1,000억 달러 정도라고 표기되어 있었다. 그렇다면, 필자가 위에서 언급한 원화 1조원이라는 수치는 1,000억 달러의 세계시장에서 바라본 한국시장의 크기일 것이다. , APL이 개발되어도 기존의 설비자재 중 필드버스 CABLE은 그대로 사용하도록 개발팀은 배려를 하였다.

  

1976년 박정희 대통령이 중화학공업을 밀어붙일 때, 울산석유화학 공단 계장분야에서 일한 경험으로 미루어 ANALOG 온도/압력/유량/레벨 전송기는 아직도 상당 부분이 국내 현장에 남아있고, CV(Control Valve)는 전/공 변환기가 포지셔너(Positioner)에 붙어있거나, 변환기만 별도설치되어 공기식 아날로그 신호(0.2~1.0Kg/Cm2),(3~15psi)가 아직 사용되고 있는 곳이 많다. 아날로그 센서들을 만드는 벤더들이 향후 디지털센서 내지 인터넷 센서를 개발하게 되면 완벽한 디지털전환(Digital transformation)이 될 것이지만, 그것은 당분간은 더 기다려야 될 사항이다.

 


..(후략)



조익영 전무 / ODVA TAG KOREA Activity Manger 

  본 기사는 2020년 7월호에 게재되었습니다. 


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