실시간 유조선 모니터링이 가능한 어드밴텍의 엣지 솔루션

프로젝트 개요

유조선의 하역작업은 꼼꼼하고 차근차근 처리해야 하는 작업입니다. 실수로 인해 인명 피해가 발생하거나 지역 수역을 심각하게 오염시킬 수 있기 때문입니다. 또한 하역 공정이 사고를 피하더라도, 하역된 기름의 양을 계산할 때 오류가 발생하면 비용이 많이 들고 시간이 많이 걸리는 분쟁이 발생할 수 있습니다. 이러한 위험을 최소화하기 위해 많은 정부는 실시간으로 송유관을 모니터링하고 적재되지 않은 수량의 정확한 계산을 보장하기 위해 SCADA 그래픽 제어 시스템을 IoT 인프라에 도입했습니다.

어드밴텍에서 개발한 엣지 데이터 수집(DAQ) 플랫폼인 ESRP-PCS-ADAM3600은 IoT 프레임워크의 하위 계층에서 데이터를 수집하고 엣지 컴퓨팅을 수행하며, 상위 레벨 애플리케이션에 연결하여 SCADA 그래픽 제어 시스템을 제공하도록 설계되었습니다. 엣지 DAQ 플랫폼은 유연하고 모듈식으로 설계된 입출력(I/O) 인터페이스 레이아웃을 사용하여 다양한 종류의 데이터를 가져오고 기존 데이터를 의미 있는 정보로 사전 처리한 후 업로드합니다. 다양한 통신 프로토콜을 통해 상위 레벨 애플리케이션과 원활하게 연결됩니다. 또한 이 플랫폼은 SCADA 개발자가 프로젝트를 실현하는 데 도움이 되며, 따라서 오일 하역 프로세스 중 사고 위험과 인적 오류를 줄이는 데 활용할 수 있습니다.

프로젝트 요구 사항

수천 킬로미터의 해안선으로 둘러싸인 태국은 수백 개의 항구의 본거지입니다. 수입 석유 의존도가 높은 나라에서, 태국 항구들은 유조선이 도킹하여 보급품을 하역하는 것으로 분주합니다. 태국 정부는 하역되는 기름의 양을 모니터링하고 계산하기 위해 수많은 근로자를 고용하고 있지만, 두 공정 모두 인위적인 실수가 발생하기 쉽습니다. 하지만 최근 태국 정부는 석유 하역 상황을 실시간으로 모니터링하고 보다 정확한 계산을 하기 위해 새로운 기술을 채택하기로 결정했습니다.

이 프로젝트를 수행하기로 계약된 시스템 통합업체는 세계적으로 유명한 SCADA 시스템 제공업체입니다. 이 프로젝트를 위해 이 회사는 SCADA 프로그램을 설계하고 이를 어드밴텍의 엣지 솔루션과 통합하여 수집된 데이터를 시각화하고, 육상으로 배송될 때 정확한 오일량을 계산하고, 원격으로 오일 하역 작업을 모니터링하며, 필요할 때마다 오일 파이프라인을 켜거나 끌 수 있도록 했습니다.

엣지 솔루션의 특징은 다음과 같습니다:

• 항구의 가혹한 환경 조건을 견딜 수 있는 실외용 DAQ 플랫폼이 포함
• 다른 장치에 연결하기에 충분한 I/O 인터페이스
• 데이터를 SCADA에서 사용할 수 있는 적절한 형식으로 변환하는 DNP3를 지원
• 방대한 데이터 볼륨을 처리하도록 설계된 산업용 컴퓨터를 포함
  

프로젝트 구현

어드밴텍은 프로젝트 개발을 위한 두 가지 엣지 솔루션을 제공했습니다. 하나는 ESRP-PCS-ADAM3600으로, 데이터를 수집하고 현장에서 장치를 감독하는 엣지 DAQ 플랫폼입니다. 다른 하나는 건설업체가 설계한 SCADA 프로그램을 실행하는 고성능 산업용 컴퓨터인 ACP-4000이었습니다.

유조선과 해안을 연결하는 교각의 왼쪽과 오른쪽에 있는 여러 파이프라인의 전면, 중간 및 후면에 각각 설치된 수십 대의 ESRP-PCS-ADAM3600 장치는 I/O 인터페이스를 사용하여 온도, 물 흐름 및 기상 조건에 대한 데이터를 수집합니다. 그런 다음 데이터를 사전 처리하고 통신 프로토콜을 통해 변환한 다음 4G 무선 네트워크를 통해 제어실의 ACP-4000에 업로드하여 시각화 및 기타 계산 프로세스를 수행합니다.

제어실의 ACP-4000을 통해, 직원들은 기름 하역 상황을 주시하고, 지상의 날씨가 어떤지 알 수 있으며, 엣지 DAP 플랫폼이 무선 연결을 통해 밸브나 파이프라인의 펌프를 열고 닫을 수 있도록 명령을 내릴 수 있고, 탱커에서 기름이 얼마나 이동되었는지 더 잘 파악할 수 있습니다.

ADAM-3600(원격 터미널 장치)과 WISE-PaaS/EdgeLink(프로토콜 변환 프로그램)로 구성된 ESRP-PCS-ADAM3600은 복잡한 프로그래밍이나 설정 없이도 지상의 장치에서 데이터를 쉽게 수집할 수 있는 엣지 솔루션 준비 패키지입니다. 이 엣지 DAQ 플랫폼은 -40°C와 70°C 사이의 온도에서 작동하며 여러 개의 아날로그 및 디지털 I/O 인터페이스를 제공합니다. 

또한 I/O 확장을 위한 4개의 슬롯을 갖춘 이 플랫폼은 현장에서 모니터링되는 수많은 장치를 수용할 수 있습니다. 

엣지 DAQ 플랫폼은 유선 및 무선 네트워크를 지원합니다. 이 프로젝트의 경우 포트 주변에 네트워크 케이블을 배치하는 것이 쉽지 않기 때문에 4G 무선 네트워크를 통해 데이터를 전송합니다. 이 터미널 유닛의 SD 메모리 카드는 WISE-PaaS/EdgeLink(타임스탬프를 생성하고 연결이 끊긴 후에도 데이터를 전송)와 결합하여 데이터 무결성을 보장합니다. 이를 통해 무선 네트워크가 다운된 경우에도 오일 추정의 정확성을 확보할 수 있습니다.

엣지 DAQ 플랫폼에는 사용자가 프로그램을 작성하지 않고도 기존 데이터를 의미 있는 정보로 변환할 수 있는 편리한 전처리 기능이 있습니다. 예를 들어, 기본 공식을 사용하여 10mA를 100°C로 변환하거나 온도 및 압력 데이터를 그려 물 흐름을 추정할 수 있습니다. 또한 이 플랫폼은 Modbus, DNP3, IEC-60870-5-104 프로토콜과 호환되므로 데이터를 적절한 형식으로 변환하고 SCADA에 업로드할 수 있으므로 프로젝트의 개발 일정을 단축할 수 있습니다.

시스템 아키텍처

요약

석유 수입업자, 항만 근로자 및 유조선 운영자는 안전하게 오일을 하역하는 동시에 하역된 오일의 수량에 대한 정확한 데이터를 얻는 것이 중요합니다. 이 분야에서 IoT는 인간의 지능과 기술의 시너지를 창출하는 데 도움이 됩니다. 이러한 시너지는 이번 태국의 경우와 같은 프로젝트를 통해 구현됩니다.

이 프로젝트는 어드밴텍의 엣지 솔루션 덕분에 단 몇 달 만에 완료되었습니다. 모듈식 I/O 설계, 광범위한 작동 온도, 다중 통신 프로토콜과의 호환성, 유무선 네트워크와의 연결을 특징으로 하는 엣지 DAQ 플랫폼과 어드밴텍의 기술 지원이 없었다면, SCADA 개발자가 unl에 대한 실시간 모니터링을 실현하는 데 상당한 노력과 시간이 걸렸을 것입니다. 하지만 이 솔루션을 통해 하역 및 정확한 오일량 계산 등, 모두를 위한 실시간 모니터링을 달성했으며, 앞으로도 어드밴텍은 에너지 부문의 고객을 위한 IoT 솔루션을 공동 개발하기 위해 계속 긴밀히 협력할 것입니다.