이탈리아 레이크 코모(Lake Como) 송수로, 30여 년 만에 새 옷 입다
이탈리아 북부 레이크 코모는 약 60km에 이르는 송수로로 운영된다. 송수로는 호수에서 직접 물을 취수하여, 탱크에 저장하기 위해 펌프로 물을 끌어올린다. 물은 탱크에서 송수로를 통해 흘러 호수 주변의 상가지역으로 공급된다. 여기서는 급수시설의 안정성은 무엇보다 중요하다. 단수는 코모의 제조업체들의 생산 손실로 이어지기 때문이다. 30년의 서비스가 지난 후, 이 SCADA 시스템은 현대화가 필요했다.
이탈리아 북부 지역의 에너지 비용은 지난 30년 동안 상당량 증가했다. 산이 많은 지형에 있는 호수는 지리 특성상 물을 관리하는 데에 어려움이 따른다.
여기서 SCADA의 현대화는 기술 진보의 혜택을 제공할 뿐만 아니라 물 관리 개념을 재정립하고 에너지 프로파일 관리 개념을 도입할 수 있는 기회를 제공한다.
펌프 작업은 에너지를 가장 많이 소모하는 분야다. 에너지 프로파일 관리를 통해 필요한 저장량을 예측할 수 있도록 일일 소모량을 분석하고 호수 수위를 비교할 수 있다. 펌프는 전기비용이 비교적 덜 비싼 밤에 탱크를 채우는 방식으로 관리된다(물론 낮 동안에도 펌프 구동은 가능하다).
SCADA는 지속적인 압력·수위·흐름 속도·용적측정 계량 판독 기록을 비롯해 여타 관련 시스템의 운용자료를 수집한다. 이를 활용하면 향후에는 더 많은 에너지 비용 최적화를 실현할 수 있다.
업체는 우선 프로젝트의 초기 단계에서 통신 기능을 검토 및 평가했다. 그 결과 이더넷 기반 네트워크로 이전하는 것으로 결정되었다. PLC와 SCADA 호스트는 기존의 전화 통신선을 통해 서로 연결되며, HDSL은 전화 시스템 전반에 걸쳐 이더넷 네트워크를 제공한다.
이더넷 기반 네트워크는 미래의 매출 기반 가능성을 비롯해 필드버스 아키텍처에 다양한 혜택을 제공한다. 예를 들어, 레이크 코모의 다른 장치가 자체 산업용 프로토콜이나 감시장치 등의 여타 응용사례를 위해 대역폭을 빌려 쓸 수도 있으며, 전화 통신을 호스팅할 수도 있다. 또한 이 설계는 원활한 프로젝트를 위해 PLC 및 SCADA 제공업체들과 독립적인 통신을 구현했다.
통신 안정성과 관련해 두 가지 중요한 요소가 해결되어야 한다. 네트워크 보안 및 유효성이 그것이다.
업체는 보안을 위해 표준 IT 방법을 채택했다. 표준 IT 방법을 활용하면 방화벽 및 VPN으로 적절한 정책을 구축할 수 있으며, 승인된 사용자만이 시스템에 접속하도록 만들 수 있다. 또한 셀룰러 모뎀을 각 PLC와 연결함으로써 지상 통신선 네트워크가 고장이 난 경우 작업자가 모바일 기기를 이용해 PLC와 직접 연결할 수 있다.
원활한 SCADA를 위해 클라이언트 서버 아키텍처를 선정했다. 유지보수를 위해 모듈식 개방형 아키텍처를 갖춘, 상용으로 이용 가능한 하드웨어를 기반으로 함으로써 설계를 간소화했다.
업체는 다기능성 및 유지관리의 편의성을 위해 ARC 인포머티크의 PcVue를 채택했다. PcVue는 시각화 및 애니메이션을 위한 최신 기호 등의 그래픽을 매우 얇은 디스플레이로 제공한다. PcVue의 변수(태그)는 브랜치 구조를 이용하고 있으며 개발에 쓰이는 화면 수를 최소화한다.
클라이언트 스테이션 구축은 자동화가 필수적이다. PcVue를 활용하면 간단하게 프로젝트 파일을 공유함으로써 클라이언트를 구현할 수 있으며, 서버 내에서 프로젝트에 대한 모든 수정을 실현한다. 또한 이를 클라이언트에 복제할 수 있다.
작업 중단을 최소화하며 온라인에 접속하는 것 역시 중요한 사항이다. 수동으로 시스템을 운영하는 것은 쉬운 일이 아니다.
이 시스템은 비상상황에 짧은 시간 동안만 원활한 운영을 실현할 수 있다. 이를 SCADA로 대체하기 위해서는 급수시설에 대한 총체적인 중단이 필요했다. 여기서 작업 팀원들이 동시에 모든 사이트에서 작업을 함으로써 설치 및 시험 가동을 최소화했다.
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