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계장제어의 목적 개요
본문에서는 플랜트 산업에서 Instrumentation and control의 목적과 계장류 선정시 고려해야 할 사항에 대한 내용을 기술하고 있습니다.
아래의 첨부 그림 (Figure 1-1)은 배관과 계장류를 도식화 한 것으로 내용을 살펴 보면 D-001 Suction drum 압력용기를 기준으로 하여 온도, 압력, 레벨과 같은 매개변수 값을 측정할 수 있는 계장류들이 달려 있는 것을 확인할 수 있습니다.
- TT : Temperature transmitter (온도 측정)
- PT : Pressure transmitter (압력 측정)
- LT : Level transmitter (수위 측정)
각 계장류의 목적은 하나의 시스템을 구성하는 장치류를 포함한 배관내 공정 유체의 물리적 측정값을 계측하고 제어하기 위한 것으로 도식화된 도면을 바탕으로 제작시 반영하여 Field 에 부착되며 각 계측기들은 물리적 값을 전기 신호인 아날로그로 변환하여 이를 통합, 제어실로 송부하는 기능을 수행합니다. 이를 통해 제어실에서는 공정상에서 발생하는 물리적 현상을 수치적으로 확인할 수 있게 되며 이러한 결과물의 집합체를 Instrumentation 이라고 합니다.
학문적인 관점에서 살펴보았을 때 계측제어를 하는 목적은 크게 4가지로 나뉘어집니다.
- 안전
- 생산
- 안정성
- 경제성
공정제어의 최대 목적은 위의 나열한 네 가지 중에서도 안전한 공정관리를 최우선으로 합니다. 오늘날 플랜트 산업은 고도화로 인하여 각종 위험요소를 처리할 수 있는 기술과 이에 따른 위험 리스크가 상승하게 되었습니다. 계측제어는 이러한 위험리스크를 사전에 발견하기 위한 선두적 방안으로서 예를 들어 중증 압력용기의 운전 압력이 10 kg/cm2g 로 설정하고 이에 대한 위험을 사전에 발견하기 위해 High Alarms 값을 15 kg/cm2g 로 설정하였을 때 용기안의 압력이 셋팅치에 도달하면 물리적 값을 제어실로 보내거나 다른 안전 장치를 구현하여 시스템을 통해 공정상 위험을 사전에 발견하고 조치하게 되는 것은 결과적으로 공정 안전을 지키는 목적을 달성하는데 필요한 요소입니다.
제품을 생산할 때 공정을 제어하여 생산량의 증/감을 조절할 수 있으며 품질관리 부분에 영향을 미치게 됩니다. 또한 공정 자동화를 가능하게 하여 필수 인력으로 운영하며 이는 전체 공정 운전 비용의 절감 효과를 수반합니다.
계장류 선택시 고려해야 할 사항
계장 제어를 구현하기에 앞서 고려해야 할 사항은 다음과 같습니다.
- 경제성 검토 : 브랜드 있는 제품의 선택은 확실한 성능을 보장하지만 상대적으로 덜 중요하다 판단되는 공정 구간에서의 구간에서는 경쟁력 있는 제품을 선택하는 것이 경제성을 확보하는데 있어 중요하다는 것을 기억해야겠습니다. 실적있는 제품을 선택하는 것이 최우선이며 다음으로 Purchase price 입니다.
- Calibration costs : 계장류들은 정기적으로 혹은 비정기적으로 켈리브레이션을 실시해야 하며 이 때 비용이 발생할 수 있습니다.
- 유지관리 비용 : 유지비용은 플랜트 공정 운영에 있어서 큰 비중을 차지합니다.
- Spare part 구매비용 : 스페어 파트는 보통 공사 시작 단계에서 구매하여 비축하는 것이 일반적이지만 그렇지 않은 경우 상황 발생시 조달하여야 합니다. 부품의 구매 비용을 줄이기 위해 제품의 보증기간을 확인하여 그에 맞게 부품 조달 계획을 수립해야 합니다.
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