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기획특집 <특집: 공정 자동화 분야의 무선 기술 최신 동향> 무선 소음 감시 시스템

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작성자 댓글 0건 조회 275회 작성일 21-09-02 13:09

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표 1. 각국의 소음에 의한 노동 시간의 제한 



서론

무선 소음 감시 시스템-Wireless Noise Surveillance System-WN100/WN30은 오프쇼어 플랫폼 등의 소음량이 매우 심한 환경에 대하여 최초의 실시간 소음 감시 시스템을 제공하는 새로운 디지털 HSE 시스템이다. 작업자의 청각 장애 방지와 소음 수준에 따라 제한되는 노동 시간의 최적화를 목적으로 개발되었다. 무선 소음 감시 시스템은 노르웨이 에너지 기업인 Equinor와의 Coinnovation에 의해 공동 개발되었으며 Equinor와의 6개월 이상에 걸친 필드 테스트를 통해 그 유효성이 실증되었다. EquinorTRL(Technology Readiness Level)에서는 TRL7: Proven technology로 인증받았다.

 

해외 플랫폼에서의 소음 문제

해외 플랫폼을 비롯한 각종 플랜트에서는 터빈이나 압축기 등으로부터 발생하는 90dB에 가까운 소음이 작업자의 청각 장애를 일으키는 원인이 된다.

2006년부터 2015년까지 걸쳐 실시된 American Journal of Industrial Medicine에 발표된 연구에 따르면, 석유와 가스를 채굴할 때 소음에 노출되는 근로자 중 14%에게 난청이 있었다. 또한, 중국 국가 해양 석유 공사는 2015년에 6개의 해상 플랫폼에서 발생한 소음 피해의 영향을 조사하기 위하여 현지 조사를 실시하였다. 그 결과, 플랫폼 전체로 확대된 373개소에서 소음 레벨을 측정했더니 70%의 개소에서 80dB(A)를 초과하는 소음 레벨이 검출되었다. 소음이 큰 장치가 설치되지 않은 영역 중 50%에서도 80dB(A) 이상의 수준을 보였다.


이러한 소음이 발생하는 현장에서는 작업자의 건강을 위하여 작업 시간의 제한이나 소음 대책 등이 필수가 되었다. 작업자는 소음 대책으로 헤드셋이나 귀마개를 이용할 필요가 있다.

이때 핸드헬드 타입의 소음 측정기를 이용하여 몇 미터 간격으로 플랜트 내부 소음량을 측정하고 작성한 종이 기반의 노이즈 맵 정보를 위험 평가에서 활용하고 있지만, 여전히 작업자의 청각 장애는 발생하고 있다.


이러한 장애의 원인을 보면, 수동 작업에서 자주 노이즈 맵을 업데이트할 수 없기 때문에 2~4 년의 갱신 주기를 가지며, 소음원이 되는 장치의 가동 상황이나 경년변화에 따른 소음량의 변화에 따르지 못하여 적시에 정확한 소음량을 파악할 수 없다는 데 있다.

청각 장애를 방지하기 위하여 많은 국가와 오일가스 분야 회사에서는 소음 레벨에 맞는 작업 시간 제한이나 허용되는 최대 소음 레벨이 규정되어 있다. 그러나 예전과 같은 종이의 노이즈 맵으로는 허용을 초과한 작업 시간에 따라 작업자의 건강에 악영향을 주거나 과도한 작업 시간에 의해 비효율적인 작업 계획을 책정해버리는 큰 문제와 직면하고 있다.


 

무선 소음 감시 시스템 

당사는 이 심각한 문제를 해결하기 위하여 무선 기술과 방폭형 센서를 채용한 무선 소음 감시 시스템을 개발하였다. 무선 소음 감시 시스템은 1분 주기로 노이즈 맵을 그려내고 플랜트 내의 소음량 변화를 실시간으로 추적하여 HSE의 개선, 노동 시간의 최적화에 기여한다.


플랜트 내에 다시 설치된 WN100 무선 소음 측정기를 통해 각 지점의 소음량을 측정하고 그 측정 결과를 ISA100 Wireless network protocol에 의한 무선 통신으로 서버에 송신한다. 집약된 측정 결과로부터 WN30 노이즈 맵 소프트웨어가 실시간으로 노이즈 맵을 작성한다. 이 노이즈 맵은 실제 플랜트 맵에 겹쳐서 표시할 수 있다. 노이즈 맵은 네트워크 연결을 통하여 사무 구역이나 제어실 등을 통해 웹 브라우저에서 참조할 수 있다. 노이즈 맵은 WN30의 데이터베이스에 축적된 과거의 지도를 언제든지 열람할 수 있다.


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사진 1. WN100 무선 소음 측정기 
 


 무선 소음 간 시스템 의한 HSE 개선과 노동 시간의 최적화에 대한 기여

무선 소음 감시 시스템은 다음과 같은 유스케이스로 HSE의 개선과 노동 시간의 최적화에 기여할 수 있다.

플랜트 작업자는 WN30을 사용하여 라이브 모드에서 최신 소음의 상황을 확인하고 소음 피폭량을 제대로 파악하여 안전하면서 최적화된 노동 시간의 작업 계획을 입안하거나 프로텍터를 선정할 수 있다. 또한, HSE 관리자 및 플랜트 관리자는 최신 소음의 상황을 바탕으로 작업 계획을 검토하거나 승인할 수 있다.


또한, 아카이브 모드에서는 과거에 측정된 노이즈 맵의 열람이나 비교가 가능하다. 무선 소음 감시 시스템은 한번 설치해버리면 정기적인 측정을 자동으로 계속하게 된다. 이를 통해 플랜트에서 정상 작업, 비정상 작업을 포함한 어떤 작업을 실시했을 때의 노이즈 맵이 항상 기록된다. 이전과 동일한 작업을 하는 경우, 이 기록을 참조하여 소음을 미리 예측하고 노동 시간이 최적화된 작업 계획을 입안할 수 있다.



..(후략) 


斉藤 真一 / 요꼬가와전기

 본 기사는 2021년 9월호에 게재되었습니다. 

  

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본 기사는 월간지[計側技術] (일본일본공업출판주식회사 발행)로부터 번역·전재한 것입니다.

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