산업용 무선 기술​

산업용 무선은 연결된 플랜트의 다른 모든 부분을 구동하는 측정을 디지털화하기 때문에 4차 산업혁명의 토대가 됩니다. 무선 센서는 이전에 수동적이거나, 모니터링되지 않았거나, 배선하기에 너무 비용이 많이 드는 자산의 데이터를 확보하여 제어 시스템, 분석 플랫폼 및 클라우드 응용 분야에 대한 실시간 인사이트를 제공합니다. 그 결과 어제 기록된 내용이 아니라 지금 일어나고 있는 일에 따라 조치를 취할 수 있는 작업이 생성됩니다.

산업용 무선은 원격이거나 위험하거나 접근하기 어려운 자산이 있는 산업에서 가장 큰 가치를 제공합니다. 오늘날 가장 많이 채택하는 기업은 다음과 같습니다.

• 석유 및 가스 — 탱크 레벨, 웰헤드 모니터링, 파이프라인 무결성
• 화학 및 정제 - 압력 릴리프 밸브, 부식, 안전 샤워기
• 발전 - 스팀 트랩, 회전 장비, 배출 가스
• 생명 과학 — 청정 유틸리티, 환경 모니터링, 증기 품질
• 금속, 광업, 용수 및 폐수 — 원격 펌프 스테이션, 광미, 레벨
• 개별 제조 및 식품 & 음료 — 에너지 추적, 상태 모니터링, 스팀 트랩

무선 필드 장치는 안전한 자가 구성 메시 네트워크를 통해 게이트웨이로 데이터를 전송하며, 게이트웨이는 해당 데이터를 HART-IP, OPC UA 및 Modbus TCP와 같이 DCS, PLC 또는 SCADA가 이미 이해하고 있는 프로토콜로 변환합니다. 기존 호스트 시스템을 전면 교체할 필요가 없습니다. 산업용 무선 게이트웨이에 대해 자세히 알아보십시오.

WirelessHART®는 공정 자동화 무선에 대한 글로벌 산업 표준(IEC 62591)입니다. 모든 장치가 여러 경로를 통해 데이터를 라우팅할 수 있는 자가 구성, 자가 복구 메시를 사용하여 간섭, 극한 온도 또는 물리적 장애물이 있는 환경에서도 99% 이상의 데이터 신뢰성 을 제공합니다. 공정 플랜트의 경우 가장 광범위하게 배포되고 현장에서 입증된 산업용 무선 프로토콜입니다.

유지보수 및 신뢰성 팀의 경우 무선 센서가 진동, 온도, 압력, 음향 방출 및 부식 등 문제 발생 신호를 보내는 조건을 지속적으로 모니터링합니다. 팀은 이 데이터를 운영 기준선과 비교하여 추세를 파악함으로써 고장 몇 주 또는 몇 달 전에 문제를 식별하고, 계획된 정전 중에 수리 일정을 예약하고, 계획되지 않은 가동중단을 줄일 수 있습니다. Emerson의 Plantweb™ Insight 애플리케이션은 해당 센서 데이터를 우선순위가 지정되고 실행 가능한 유지보수 권장 사항으로 전환합니다.

산업용 무선 통신은 위험 지역에서 소요되는 시간을 줄여 작업자의 안전을 향상시킵니다. 이전에는 수동 라운드가 필요했던 측정을 무선으로 자동화하여 작업자는 유독 가스 레벨, 압력 릴리프 이벤트 및 탱크 상태를 지속적으로 파악할 수 있는 동시에 직원은 분류 구역으로의 이동을 줄일 수 있습니다. Emerson은 FM, CSA, ATEX 및 IECEx 표준에 따라 본질 안전 및 방폭 영역에서 사용하도록 인증된 장치를 제공합니다.

원격 및 실외 사용을 위해 Emerson의 Rosemount™ 무선 트랜스미터는 극한의 온도, 부식성 대기 및 높은 진동 환경에 적합한 정격 등급입니다. 일반 배치로는 압력용 Rosemount 3051S Wireless, 온도용 Rosemount 648 Wireless, 레벨 모니터링용 Rosemount 5300 Wireless 등이 있습니다. 모두 수명이 긴 Emerson SmartPower™ 모듈로 구동되며 자가 구성 WirelessHART 메시 네트워크를 통해 통신하여 커버리지의 가장자리에서도 신뢰할 수 있는 데이터를 제공합니다.

일반 무선 레벨 배포에는 다음이 포함됩니다.

• Rosemount™ 무선 레벨 트랜스미터(5300 또는 3408)
• Emerson SmartPower™ 모듈의 다년간 배터리 수명
• 데이터를 집계하고 호스트 시스템(1410S1 또는 1410S2)에 연결하는 Emerson 무선 게이트웨이

시굴, 도관 또는 새로운 공정 침투가 필요하지 않습니다. 원격지의 경우 게이트웨이는 셀룰러, 위성 또는 기존 IT 인프라를 통해 데이터를 전송할 수 있습니다.

모든 산업용 무선 네트워크에는 세 가지 핵심 구성 요소가 있습니다.

필드 장치: 측정값을 수집하는 트랜스미터, 어댑터 또는 액추에이터

무선 게이트웨이: 데이터 집계, 네트워크 관리, 호스트 시스템에 연결

파워 모듈: 수년간 장치를 작동시켜 주는 긴 수명의 배터리

보안은 게이트웨이에서 관리하는 AES-128 암호화, 장치 인증 및 네트워크 키를 통해 모든 수준에서 계층화됩니다.

자동화 엔지니어와 프로젝트 책임자에게 가장 좋은 출발점은 시설에서 가치가 높은 모니터링 격차를 파악하는 것입니다. Emerson의 무선 네트워크 계획 도구를 사용하면 사이트의 항공 이미지를 업로드하고 장치 밀도, 게이트웨이 배치 및 커버리지에 대한 업계 모범 사례를 사용하여 네트워크를 설계할 수 있습니다. 네트워크는 아키텍처를 재설계하지 않고도 몇 가지 장치의 파일럿에서 수백 개 지점의 플랜트 전체에 배포하는 것으로 쉽게 확장할 수 있습니다. 기존 WirelessHART 메시 네트워크에 무선 장치를 쉽게 추가할 수 있습니다.

Emerson 무선 게이트웨이는 HART-IP, OPC UA 및 Modbus TCP를 포함한 여러 출력 프로토콜을 지원하므로 기존 DeltaV™, Ovation™, 타사 DCS, SCADA 및 자산 관리 시스템에 전면 교체 없이 연결할 수 있습니다. Emerson의 AMS 장치 관리자는 기존 유선 계기와 함께 무선 필드 장치에 대한 완전한 진단 및 구성을 제공하므로 유지보수 팀은 둘 다에 대해 하나의 워크플로를 수행할 수 있습니다.

WirelessHART를 기반으로 구축된 산업용 무선 네트워크는 다음과 같은 심층 방어를 사용합니다.

• 모든 메시지의 AES-128 암호화
• 순환 세션 키를 사용한 장치 수준 인증
• 재밍(Jamming) 방지를 위한 채널 호핑
• 잠재적인 위협을 억제하기 위한 격리된 네트워크 세그먼트

단일 장치가 손상되더라도 나머지 메시는 안전하게 계속 작동합니다. Emerson 무선 게이트웨이는 역할 기반 액세스 제어, 감사 로깅 및 보안 호스트 프로토콜을 추가합니다.

대부분의 산업용 무선 배포는 12개월에서 24개월 이내에 투자 회수를 달성할 수 있습니다. 일반적인 가치 원동력은 다음과 같습니다.

• 기존 유선 계기에 비해 설치 비용 최대 60% 절감
• 초기 문제 감지로 인해 계획되지 않은 가동중단 방지
• 무선 비침습식 장치를 통한 케이블, 도관 또는 공정 침투 없이 더 빠른 시운전
• 생산 시간을 회수하고 수작업 라운드 감소

우선순위 유지보수 및 에너지 절약 조치를 위해 무선 데이터를 Plantweb™ Insight 분석과 결합할 때 ROI가 가속화됩니다.

시설에서 가장 가치가 높은 모니터링 격차를 파악하는 것부터 시작하십시오. 그런 다음 Emerson의 무선 네트워크 계획 도구를 사용하여 장치 밀도, 게이트웨이 배치 및 커버리지에 대한 업계 모범 사례를 사용하여 네트워크를 설계합니다. 일반적인 첫 배포에는 무선 게이트웨이, 필드 장치, 전원 모듈 및 기존 호스트 시스템으로의 통합이 포함됩니다. 현지 Emerson 임팩트 파트너가 현장 조사, 계획 및 시운전을 지원할 수 있습니다.

Emerson은 기술 지원, 교육 서비스를 통한 인증된 교육, 펌웨어 다운로드, 판매 및 서비스를 위한 글로벌 임팩트 파트너 네트워크를 제공합니다.