비용 효율적인 에너지 모니터링 솔루션으로 이탈리아 안경 제조 공장의 에너지 비용을 효과적으로 절감

개요

많은 국가들이 재생 가능 에너지 사용을 확대하고 있으며, 그에 따라 전기 요금도 급등하는 추세입니다. 이탈리아를 예로 들면, 비핵 응용 프로그램의 홍보가 수년 전에 시작된 이래로 현재 이 나라의 전기의 40% 이상이 재생 에너지원에서 나옵니다. 그 결과, 발전 비용은 여전히 높은 수준을 유지하고 있습니다. 국제 에너지 기구(IEA)가 발표한 자료에 따르면, 이탈리아는 세계에서 가장 비싼 산업용 전기 요금을 기록하고 있습니다. 이렇게 비싼 에너지 요금은 이탈리아 제조업체들이 공장의 에너지 비용을 효과적으로 절감할 방법을 고민하게 만들었습니다. 다행히도 산업용 사물인터넷(IIoT)이 적은 비용으로 더 많은 효과를 낼 수 있도록 도와줄 수 있습니다. 게이트웨이 장치를 사용하여 에너지 소비 데이터와 SCADA 데이터를 수집하면 제조업체는 관리 효율성을 높여 에너지 생산을 개선하고 에너지 소비 비용을 절감할 수 있습니다. 어드밴텍은 공장 에너지 모니터링 관리에 대해 고도로 통합된 솔루션을 제공합니다. 이 솔루션은 시스템 통합업체들이 완전한 통신 프로토콜 지원으로 개방적이고 유연한 플랫폼을 통해 하위 데이터 수집과 상위 데이터 통합을 손쉽게 완료할 수 있도록 하며, 신속하게 에너지 모니터링 시스템을 개발할 수 있습니다.

시스템 요구 사항

Net Surfing은 기업 자산 관리 및 IoT 솔루션을 제공하는 이탈리아의 시스템 통합업체입니다. 이 회사는 수년에 걸쳐 많은 제조업체가 효율적인 자산 관리와 최적화된 에너지 관리를 달성할 수 있도록 도왔습니다. 최근에는 세계적으로 유명한 안경 제조업체로부터 이탈리아의 주요 공장과 5개의 하위 공장에 에너지 모니터링 시스템을 구현하는 업무를 맡았습니다. 해당 제조업체는 주요 공장에 데이터 센터를 설치하고, 이탈리아 각지에 위치한 6개의 공장에서 발생하는 모든 에너지 소비 데이터(전기, 가스, 물)를 수집하여 데이터 센터로 통합 모니터링할 수 있기를 원했습니다. 또한 보안 문제도 있어, 사설 클라우드에 연결하기 위한 가상 사설망(VPN)을 요청했습니다.

안경 제조업체의 요구를 충족하기 위해, Net Surfing은 컴퓨터화된 유지보수 관리 시스템(CMMS)을 구축하고 I4.0 Supervisor라는 에너지 모니터링 시스템을 자체 개발할 계획이었습니다. 따라서 게이트웨이와 SCADA 소프트웨어를 구매해야 했습니다. 관련 제품은 다음 조건을 충족해야 했습니다:

• Modbus 프로토콜 지원 및 이더넷 연결을 제공하여 데이터를 수집하고 업로드할 수 있어야 합니다.
• VPN 지원으로 하위 공장들이 보안된 채널을 통해 데이터 센터로 데이터를 전송할 수 있어야 합니다.
• 네트워크 중단으로 인한 데이터 손실을 방지하기 위해 로컬 사이트에 임시 데이터 저장소를 제공해야 합니다.
• 충분한 I/O 태그로 언제든지 장치를 연결하고 추가할 수 있어야 합니다.
• 유연하고 개방적인 개발 플랫폼을 제공해 CMMS와의 데이터 수집 및 통합을 용이하게 해야 합니다.
• 모바일 기기 지원을 통해 사용자가 언제든지 모니터링할 수 있어야 합니다.
  

시스템 설명

이 프로젝트를 위해 어드밴텍은 프로토콜 변환 소프트웨어 WISE-Edgelink가 있는 산업용 통신 게이트웨이 ECU-1051TL과 원격 모니터링 소프트웨어 WebAccess/SCADA를 포함하여 신속하게 구축하고 쉽게 확장할 수 있는 분산 솔루션을 제공했습니다. 데이터 센터에 설치된 WebAccess/SCADA 소프트웨어는 에너지 소비 데이터를 시각화하여 관리자에게 실시간으로 모니터링할 수 있게 합니다. 관리자가 데이터 센터를 떠나더라도 모바일 폰이나 태블릿을 통해 시스템에 접속하여 데이터를 시각화하고 조회할 수 있습니다. WISE-Edgelink는 다양한 통신 프로토콜(Modbus, IEC 60870-104, DNP3, BACnet, OPC UA)을 지원하여 ECU-1051TL이 기본 장치 데이터를 손쉽게 수집하고 이를 시스템에 안전하게 업로드할 수 있도록 합니다. 현재는 Modbus를 통해 전력 계량기 데이터만 수집하면 되지만, 향후 공장에서 새로운 기계나 장비를 추가할 경우 다른 통신 프로토콜을 사용하는 장비의 데이터도 ECU-1051TL을 통해 직접 수집할 수 있습니다. 

작동 과정은 다음과 같습니다: 각 공장은 ECU-1051TL을 설치하여 이더넷과 RS-485를 통해 측정 장치, 전력 계량기, 센서 등의 데이터를 수집합니다. 원격 하위 공장들은 WAN/VPN을 통해 데이터를 데이터 센터로 업로드하고, 주요 공장은 LAN TCP/IP를 통해 데이터를 전송합니다. 2000개의 I/O 태그(500개의 전력 계량기 데이터 수집에 해당)의 제공으로 데이터 수집을 위한 배포가 용이해지며, 부족에 대한 걱정 없이 프로젝트를 진행할 수 있습니다. 데이터 전처리 기능은 프로토콜 변환뿐만 아니라 데이터를 암호화하여 데이터 전송의 보안을 강화합니다.

프로젝트 구현

• WebAccess/SCADA: 브라우저 기반 HMI/SCADA 소프트웨어
• ECU-1051TL: IIoT 애플리케이션을 위한 산업용 통신 게이트웨이, 지능형 프로토콜 변환 소프트웨어인 WISE-EdgeLink 내장

시스템 다이어그램

결론

생산 비용을 제어하는 것은 제조업이 항상 고민해야 할 도전 과제입니다. 제조업체가 높은 수익성을 유지하고 시장 경쟁력을 강화하려면 에너지 소비를 줄이는 것이 비용을 제어하는 데 필요한 수단 중 하나입니다. 과거에는 제조업체들이 전기 요금을 받고 제때 납부했지만, 어떤 장비가 전력을 많이 소비하는지 알지 못했습니다. 에너지를 절약하고자 해도 어디서부터 시작해야 할지 몰랐습니다. 이제 어드밴텍의 비용 효율적인 솔루션을 사용해 시스템 통합업체들이 프로젝트 개발을 효율적으로 완료할 수 있게 해줄 뿐만 아니라, 공장에서 에너지 모니터링 시스템을 사용해 에너지 관리의 세부사항을 파악할 수 있습니다. 이 프로젝트의 안경 제조업체는 시스템을 활용하여 더 깊이 있는 분석을 진행했습니다. 공장의 일부 라인을 최적화하고 성능이 낮은 장비를 교체한 결과, 몇 달 만에 에너지 비용이 10%~15%까지 절감되었습니다. 이러한 눈에 띄는 실적은 사용자들로부터 높은 평가를 받고 있습니다.

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