Alarm 기능의 정의와 필요한 이유

A. 알람의 정의

알람(:Alarm) 시스템은 플랜트 공정에서 모니터링 중에 발생하는 적시 사항에 대한 조치가 필요하거나 중요한 변경사항을 알리기 위한 요소로써 이를 운영하는 오퍼레이터에게 주의 를 주기 위해 필수적으로 필요한 장치를 말 합니다. 적절하게 구성된 알람, 경보 시스템은 공정 사항을 실시간으로 확인하고 필요시 비상 정지 시스템을 사용하여 잠재적으로 발생할 수 있는 위험한 상황을 대비하여 사전에 필요한 조치를 할 수 있기 때문에 공정 운영에 있어서 안정성을 확보할 수 있는 수단과 동시에 직접적인 인적 조치가 필요한 특정 시스템의 고장이나 그외 안전과 관련성 있는 기기류의 상황을 알릴수 있어야 합니다.

이러한 알람 시스템의 적절한 경보 시점은 조작자의 조치를 위한 충분한 시간을 제공하여야 하며 이는 엔지니어링 단계에서 일관된 방식의 접근법을 통해 구축되어야 합니다.

B. 알람 상태의 정의

• 인지 상태 Acknowledge : 운영자에 의해 알람을 인지한 상태.
• 알람 제거 Cleared : 비정상적인 상태에서 발생한 알람이 정상 상태로 되돌아오며 알람이 삭제된 상태
• 알람 억제 Inhibited : 알람 시스템의 부정확 상태에서 억제 기능에 의한 알람 방지
• 상승 Raised : 제어 시스템의 논리적 조치에 의해 알람 조건이 충족 된 상태
• 보류 Shelved : 비정상 상태에서도 알람의 발생을 일정 시간동안 방지하는 상태.
• 유지 Standing : 경보상태가 계속 유지되는 것. 

C. 알람 설계

플랜트 공정 설계에서 알람의 필요 여부를 결정하는 고려요소는 다음과 같습니다.

1. 공정상에 우선순위는 무엇인가?
2. Set point 와 구성 설정은 어떻게 할 것인가?
3. 시스템 작동 상태에 따른 알람 설정을 수정하는 것은 적절하게 이루어 지는가?
4. 어떤 방식으로 알람을 운영자에게 청각, 시각으로 전달할 것인가?

 

 

 

C.1. 경보 우선순위의 설정

경보 우선순위는 공정상에서 시스템의 긴급 상황 발생시 운영자에게 알리는 목적이며 경보가 다중으로 발생할 때 그 중에서도 중요도의 순서에 따라 우선 순위를 할 당하여 반응을 송출하는 것을 의미합니다. 중요도의 순서는 결과의 심각성과 최대 응답 시간 두 가지를 고려하며 전체 공정을 100%로 가정하였을 때 중요도는 3가지로 분류 합니다.

• 긴급 5%
• 높음 15%
• 낮음 80% 

긴급 5% 는 가장 상위 알람을 의미하는 것으로 결과의 심각성이 가장 높은 단계에 있는 상태를 뜻 합니다. 이러한 공정상의 알람 시스템의 경보 우선순위는 산업별, 공정별로 엔지니어링 단계 및 현장에서 정의되어야 하며 심각도의 기준을 정의하여 순차적으로 배열해야 합니다. 우선순위의 기준은 아래와 같이 정리할 수 있습니다.

영향	적음	보통	심각함
사람	피해가 없음	경미한 부상	생명에 영향을 미치는 사고
일반 환경	최소한의 노출로 인한 영향 및 손실이 거의 없는 상태	부상을 일으킬 수 있는 위험의 노출 및 부상상태를 초래할 수 있는 상황	생명 및 치명적인 재산상의 피해를 동반할 수 있는 결과를 초래
설비/기자재	설비에 손상이 발생하지만 휴지 기간으로 인한 영향이 없는 경우.	장치류의 휴지 기간이 15일 이상으로 이어질 수 있는 상태	15일 이상의 휴지 기간이 이어질 수 있는 상태
비용/생산	비용이 적음	비용발생	막대한 손실

여러개의 알람 리스트 중에서 긴급, 높음, 낮음 순으로 정리된 리스트 들 중에서도 우선순위를 정해야 할 때가 있는데 이 때 최대 응답 시간을 적용하여 정리할 수 있습니다. 최대 응답 시간이란 (Maximum response time - MRT) 는 시스템 알람 상태의 원치 않은 결과를 인지한 상태에서 조치를 취할때 까지 걸리는 시간으로 정의하며 MRT 가 짧을 수록 경보 우선순위를 높은 위치에 배치 한단는 것을 의미합니다. MRP는 기본적으로 최소 3분에서 최대 30 분 까지로 정의할 수 있으며 엔지니어링 및 현장에서 정의되어야 합니다.

C.2. 알람 지연 시간과 데드밴드

신호 종류	지연시간 (디지털)	데드벤드(아날로그)
유량	2초	5%
수위(Level)	2 초	5%
압력	1 초	2%
온도	0 초	1%

C.3. 알람의 표기

알람의 식별 및 디스플레이는 명확하게 전달해야 하는 목적을 갖고 있으며 표준화된 형태로 설정되어 있어야 합니다. 공정별로 엔지니어링 단계 및 현장에서 사전에 정의된 색상 및 일관성 있는 표시 장치를 갖춰야 하며 이에 대한 기준은 아래와 같이 제시할 수 있습니다.

• 긴급 : Red
• 높음 : Orange
• 낮음 : 노랑

알람 상태는 색상에 의해 식별이 가능해야 하며 우선순위에 따라 표기 되는 것을 의미합니다. 다시 말해 알람의 색상이 Red라면 긴급 상태를 뜻 합니다.

내용정리

알람은 플랜트 공정 모니터링 요소로 정의하며 운영자로 하여금 시스템 내 우선순위에 따라 조치가 필요한 사항을 알려주기 위한 시스템을 총칭합니다. 이는 잠재적 위험이나 장치류의 비정상 상태를 인지하게 할 수 있게 합니다. 알람은 우선순위를 부여하여 배열하며 긴급, 높음, 낮음으로 분류하며 이중에서도 RMT 를 추가하여 그 중에서도 우선순위를 지정할 수 있습니다.

Inside Insights (By Chandler)