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제조업에서 왜? CIP에너지인가!
2013. 11. 20.
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I. 들어가며 에너지 저감을 위한 시스템적인 접근방법이 많은 논의를 통해 그 모습을 하나씩 드 러내고 있습니다. 이제 제조라인에서의 저에너지 방안도 많은 요구를 보여주고 있 는 것입니다.
이에 지속적인 제조의 개념하에서 네트워크 기반의 저 에너지 방안들이 획기적으로 논의되고 있는 실정입니다.
유럽에서 시장을 앞서고 있는 산업용 이더넷 PROFINET 진영에서 자동차 공장을 시 작으로 한 PROFIenergy를 발표했으며, 이에 질세라 미국 시장에서 ODVA가 CIP 에 너지를 제안하고 나서 주목받고 있습니다.
II. 왜 CIP 에너지일까요? 또, 왜 지금 필요할까요? 제조업은 연간 세계 에너지 소모량의 3분의 1 이상을 소모합니다. 게다가 에너지는 제조업체의 간접비용에서 가장 큰 부분을 차지합니다. 모두 문제점을 알고 있는데 도 왜 제조업체들은 에너지 소모량을 줄여 보려는데 더 많은 노력을 기울이지 않을 까요?
문제는 소모량을 측정, 보고하고, 통제할 일관된 방법이 없어 에너지 비용은 관리하 기 가장 힘든 비용 중 하나라는 데 있습니다. 또한 에너지 관리 시스템을 구현하려 면 보통 적지 않은 애플리케이션 코드 개발이 필요하고, 기존의 컨트롤 구조와 중 복되는 경우가 있습니다. 결과적으로 제조업체들은 에너지 개선 프로젝트는 비용과 시간이 너무 많이 드는 것으로 인식하고 있습니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 ODVA 국제 협회와 그 회원사들은 공동으로 CIP™ (Common Industrial Protocol) 아키텍처에 기반을 둔 국제 에너지 규격인 CIP 에너 지를 개발하는 혁신적인 사업에 참여하고 있습니다.
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III. CIP 에너지란? CIP 에너지는 공통 명령(common-command) 인터페이스와 네트워크 상에 표시되는 데이터 구조를 통하여 제조업체들의 에너지 사용량을 모니터하고 제어하는 방법을 전환하고자 고안되었습니다.
이는 EtherNet/IP™의 핵심인 대중적인 프로토콜의 확장입니다. CIP 에너지 기준은 시스템 디자이너들이 에너지 개선 프로젝트를 실행하는 비용과 시간을 절감할 수 있도록 해주는 기능과 서비스가 포함됩니다.
예를 들어, 네트워크 상에 기존의 기술을 이용하여 자동화 제품 내부에 고립된 에 너지 데이터를 투명한 고유의 방법을 이용해 정보와 자동화 시스템에 사용 할 수 있습니다. 그러면 제조업체는 자산에서 생산라인, 기업 시스템으로, 궁극적으로는 전력망까지 모든 운영 네트워크에서 에너지 데이터를 공유 할 수 있게 됩니다.
ODVA를 이끌고 있는 로크웰 오토메이션은 제조업체가 CIP 에너지를 이용하여 얻 는 4가지 주요 혜택을 다음과 같이 설명했습니다.
(1) 구현 비용 절감
오늘날 많은 에너지 관리 프로젝트들은 에너지 이용량을 가시화하기 위해 별도의 시스템과 측정 설비를 필요로 합니다. 그러나 이 시스템들은 보통 2년 미만의 회수 기간 요건을 충족시키지 못하는 관계로 에너지 절약 프로젝트는 우선 순위에서 밀 려나게 됩니다.
로크웰 오토메이션의 통합 아키텍처 시스템들에 임베드된 CIP 에너지를 이용하면, 제조업체들은 프로젝트 실행 비용 감소와 현실성 있는 ROI 기간을 위해 별도로 에 너지 관리 시스템을 설치 할 필요가 없게 됩니다.
(2) 구현 업무 단축 일부 제조업체들이 에너지 관리 솔루션을 꺼려하는 또 다른 이유는 시스템 설치 시 - 2 -
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설치 환경을 설정하고 시스템을 프로그램하는 외부 전문가를 포함해서 상당한 리소 스와 업무가 필요하기 때문입니다.
로크웰 오토메이션의 고객들은 CIP 에너지로 에너지 데이터를 네트워크 상에서 투 명하게 전달 할 수 있어 에너지 측정과 절약 솔루션의 설치나 개발 위탁에 필요한 시간을 현저하게 줄일 수 있습니다.
CIP 에너지는 컨트롤러에서 에너지 데이터를 추출하여 포맷하기 위해 특정 코드를 고안, 문서화, 테스트 및 디버그 하지 않아도 됩니다.
예를 들면, 솔루션의 시가동시 CIP 에너지 사용함으로써 시스템 환경 설정에 필요 한 시간이 80시간에서 단 2시간으로 줄어 들었습니다.
그림
1.
ODVA가
CIP
에너지의
개념으로
제시하는
(Optimization of Energy Usage)
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인더스트리얼
에코시스템에서의
OEU
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(3) 소모량 가시화 증대 기기나 생산 공정 단계의 측정이 이루어진다 해도, 이는 보통 별도의 시스템으로 제어가 되어 수집된 데이터를 실시간으로 조회 할 수 있는 경우는 극히 드뭅니다. 결과적으로 업체들은 에너지 사용량을 시기 적절하고 심도 있게 이해할 기회를 놓 치거나 그 시기가 상당히 지연되기 마련입니다.
CIP 에너지는 데이터를 네트워크 상에서 사용 할 수 있도록 하여 에너지 정보에 쉽 게 접근할 수 있고, 운영 단계에서 에너지 사용량의 가시화 증대로 보다 쉬운 기준 자료를 만들어 냅니다. 이로 인해 제조업체들은 생산 작업 시의 에너지 사용량을 최적화 할 수 있고 특정 기계나 공정에서 발생 가능한 잠재적인 문제를 진단 할 수 있게 됩니다.
예를 들어 특정 설비의 에너지 사용량을 알게 되면 불필요한 에너지 소모를 줄이기 위해 사용 중이 아닐 때는 그 설비를 자동으로 종료하도록 할 수도 있습니다.
(4) 스마트 그리드 가능
CIP 에너지는 스마트 그리드를 사용하고자 하는 업체를 위해 이를 활성화시켜주는 기술의 역할을 합니다. 제조업체들은 기계, 공정, 공장 단계에서 에너지 사용을 관 리하고, 최적화 할 수 있는데, 이는 에너지 회사들과 협상 할 수 있는 기반을 제공 합니다.
예를 들면, 에너지 정보와 공장 운영의 보다 긴밀한 통합으로 에너지 회사들과 요 금 합의를 하거나 수요 반응제를 최적화 할 수 있습니다. 또한 제조 공정상의 에너 지 감소의 효과에 대해 더 많은 지식을 얻게 되어 보다 빠른 의사 결정을 내릴 수 있습니다.
결과적으로 업체들은 더 많은 비용 절감은 물론 서비스 단계에서 더 높은 성과를 기대 할 수 있습니다.
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그림 2. CIP Energy 어플리케이션 구조
IV. CIP 에너지 로드맵 현재 ODVA는 회원사들과 함께 협력하여 CIP 에너지 채택과 실행을 위해 단계적인 접근을 하고 있습니다.
현재 사용 가능한 첫 번째 규격 확장은 기기 단계에서 에너지를 인식하고, 그 소모 량에 대한 세세한 사항을 시각화하여 제공하는 것을 목표로 합니다.
가장 먼저, 로크웰 오토메이션은 이 첫 단계를 지원하기 위해 CIP 에너지 기술을 2012년 측정 기기 제품에 통합해 제공하고 있으며 그 중 하나인 PowerMonitor™ 5000 시리즈를 출시했습니다.
그 다음 단계는 파워 제어 컨트롤 애플리케이션을 목표로 하고 있습니다. 로크웰 오토메이션은 또한 CIP 에너지로 향상된 기능을 지원하기 위해 파트너 에코시스템 과 제품 포트폴리오를 지속적으로 늘려가고 있습니다.
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V. 에너지 관리의 혁신 에너지 관리 전략이 향후 수 년간 지속적으로 기업의 비즈니스 전략의 핵심이 되리 라는 데는 의심의 여지가 없습니다. 그러나 이상적인 에너지 관리 프로그램은 끊임 없이 새로운 요인이 나타나 작용하는 움직이는 목표물입니다.
이를테면, 2012년에는 ISO 50001과 같은 새로운 에너지 관리 시스템 표준으로 인 해 제조 및 생산업체가 에너지 관리 시 최선의 사례를 찾아 내어 실행하는 방법이 바뀔 것입니다.
ISO 50001은 산업 플랜트, 상업 시설, 전 조직이 사업장에서 에너지를 관리하고 성 과를 벤치마크하는 데 필요한 프레임워크를 구축하여 세계 에너지 이용량의 최대 60퍼센트까지 영향을 미치리라 예상됩니다.
지속적인 개선 프레임워크에 기반을 둔 ISO 50001은, 정해진 목적과 목표, 실행 계 획을 확보하고 에너지 정책을 개발, 실행하려는 기업들의 노력을 지원합니다.
효과적으로 실행되면 ISO 50001은 기업들은 에너지 효율성 향상과 예상되는 온실 가스 배출량의 감소 효과를 벤치마킹, 측정, 기록 및 보고할 수 있게 되어 에너지 집약적인 자산들을 보다 효율적으로 사용할 수 있게 될 것입니다.
현재 ODVA와 그 회원사들은 기업들이 현재 직면하는 측정과 보고에 관련된 어려 움을 해결하기 위해
CIP™(Common Industrial Protocol) 구조에 기반을 둔 산업 에
너지 규격인 CIP Energy를 개발하는 획기적인 프로젝트에 참여하고 있습니다.
이 산업용 프로토콜은 제조 및 생산업체가 에너지 소모량을 측정, 보고, 제어할 통 합된 방법을 제공할 것 입니다.
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[참조 자료] * ODVA협회 www.odva.org * PI 협회 www.profibus.com * Rockwellautomation www.rockwellautomation.com * 아이씨엔웹 www.icnweb.kr * IA뉴스 www.ianews.com
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