센서에서 클라우드까지 이어지는 에너지 모니터링: 지속 가능한 생산과 비용 절약

2021. 8. 4

GO BEYOND. Discovery #8 

지속 가능성을 보장하고 에너지 소비를 줄이는 것은 모든 분야에서 시급한 요구사항입니다. SICK AG는 75년 전 회사 설립 이후로 더 나은 환경을 위한 센서 솔루션을 개발하고 있으며 2030년까지 전 세계에서 자체 순 온실가스 배출량을 제로화하는 것을 목표로 삼았습니다. 이러한 약속과 자원 절약 및 환경 보호를 위한 노하우는 우리의 전통이며 미래에도 계속될 것입니다. 스마트한 유량 센서 FTMg를 기반으로 한 혁신적 에너지 모니터링 솔루션이 그것을 증명합니다.

For decades, SICK has been implementing sustainable and energy-saving measures in production, logistics, and other energy-relevant areas at all its sites.
For decades, SICK has been implementing sustainable and energy-saving measures in production, logistics, and other energy-relevant areas at all its sites.

SICK는 모든 현장에서 수십 년 전부터 생산, 물류 및 기타 에너지 관련 영역에 에너지 절약 및 지속 가능한 조치를 적용하고 있습니다. “내부 고객”으로서 자체 공장의 요구사항뿐 아니라 외부 고객과의 수많은 프로젝트와 외부 고객의 요청에 따라, 센서를 이용해 환경을 유지하기 위한 새로운 제품 아이디어 및 솔루션 아이디어가 계속 만들어지고 있습니다. 이 과정에서 자원 효율과 비용 효율이 서로를 보완한다는 점, 따라서 환경과 기업이 함께 이득을 본다는 점이 거듭 드러납니다. 가장 최근의 예 중 하나는 FTMg(Flow Thermal Meter for gases)입니다. 이 제품을 토대로 SICK는 압축공기 모니터링을 위한 차등화된 솔루션 컨셉을 고안했습니다.

 

FTMg: 공압 시스템의 유량 측정

FTMg는 비부식성 가스를 위한 다기능 유량 센서이며 온도와 공정 압력도 측정할 수 있습니다. 이 센서를 공압 시스템에 사용하면 압축공기 소비를 측정하여 kWh 단위로 출력하고 공정 압력을 감시할 수 있습니다. 공압망 내 누설로 인한 소비량 증가를 감지함으로써 적절한 정비로 불필요한 에너지 비용을 막을 수 있습니다. 또한 센서가 제공하는 데이터를 이용하면 ISO 50001에 따라 에너지 소비를 줄이기 위한 조치를 이끌어낼 수 있습니다. 구체적으로 예를 들면 공정과 기계의 시동 및 차단 관리, 컴프레서 제어 또는 최고 부하 관리가 여기에 해당합니다. 이로써 이 센서는 자원을 아끼는 지속 가능한 생산, 에너지 및 비용 효율적 생산에 크게 기여할 수 있습니다. 여러 SICK 공장의 애플리케이션 사례와 파일럿 고객과의 프로젝트가 그것을 증명합니다.

SICK IntegrationSpace
상태 및 사용 데이터의 분석적 처리
Monitoring Box
유량 센서
에너지 측정 기능이 있는 유량 센서
FTMg

 

시스템에 통합된 지능적 센서 또는 토털 솔루션

실시간 에너지 측정을 위한 유량 센서 FTMg는 SICK 포트폴리오가 제공하는 다양한 공압 시스템용 센서 솔루션 중 하나입니다. 현재 이 센서는 압축공기 모니터링을 위한 확장 가능한 솔루션을 제공합니다. 첫째로 웹서버를 포함한 독립형 FTMg, 둘째로 데이터를 처리하고 고객별 MES, 클라우드 또는 에너지 관리 시스템에 통합하기 위한 IIoT 게이트웨이(예: SICK의 TDC-E)를 갖춘 FTMg, 그리고 마지막으로 모니터링 앱, 알람 기능이 있는 대시보드, 통합, 해당 소프트웨어와 클라우드 서비스를 포함한 FTMg 유량 센서용 완전 솔루션 Monitoring Box, 이렇게 세 가지 확장 단계가 있습니다. 여기서 중요한 점은 SICK가 역량 있는 파트너로서 사용자를 지원한다는 것입니다. SICK는 유량 모니터링용 솔루션을 소프트웨어와 통합에 이르기까지 사용자와 함께 조율하고 통합하고 구현합니다.

The Monitoring Box as a complete solution for FTMg flow sensors
The Monitoring Box as a complete solution for FTMg flow sensors

 

에너지 및 압축공기 모니터링이 필요한 이유

많은 기업에서 체계적인 에너지 관리는 점점 중요해지고 있습니다. 기업은 자체 에너지 소비를 투명하게 파악하여 에너지 비용을 낮출 수 있습니다. 이런 상황에서 압축공기 모니터링은 점점 더 주목을 받고 있습니다. 압축공기는 전기 에너지와 함께 산업에서 가장 흔히 사용되는 에너지 형태이기 때문입니다. 그리고 단연코 가장 비싼 에너지 중 하나이기도 합니다. 따라서 효율적인 기계 가동과 완벽한 공압 구성품으로 비용 효율적이고 지속 가능한 압축공기 사용을 보장하기 위해 압축공기 소비를 모니터링합니다.

The FTMg flow sensor for real-time energy measurement is one of several sensor solutions for pneumatic systems in the SICK product range.
The FTMg flow sensor for real-time energy measurement is one of several sensor solutions for pneumatic systems in the SICK product range.

 

기업들이 이 문제에 관심을 갖는 또 하나의 이유는 “ISO 50001: 에너지 관리 시스템 – 사용 지침을 포함한 요구사항” 때문입니다. 이 표준은 에너지 관리 시스템을 구축하는 데 유용할 뿐 아니라 이러한 시스템의 인증을 위한 토대이기도 합니다. 독일에서는 이 인증이 있어야 에너지를 많이 쓰는 기업의 EEG 부담금이 일부 감면되며 생산 기업의 전기세 및 에너지세 부담이 줄어듭니다. 또한 인증을 받은 기업은 에너지 또는 환경 관리 시스템을 설치 및 사용하기 위해 측정, 제어 시스템과 센서 시스템용 소프트웨어 및 하드웨어 등에 투자할 때 보조금을 받기가 유리합니다.

 

압축공기 모니터링의 다양한 이해 집단

매우 다양한 사내 영역에서 에너지 및 압축공기 모니터링에 관심을 가집니다. 예를 들어 생산 엔지니어는 여러 부품과 설비 유형의 압축공기 소비를 비교하기를 원합니다. 생산 책임자는 설비 작동 중에 어떻게 동적 누설 검사로 기계 고장과 다운타임을 방지할지, 생산 시간 외에 압축공기가 얼마나 소비될지에 관심이 있습니다. 생산 책임자는 최고 부하를 감지하여 컴프레서 제어를 조정하기를 원합니다. 또한 모든 유량 센서와 그 상태를 볼 수 있는 일목요연한 대시보드에 가치를 둡니다.

유지보수 관리자에게는 주요 압축공기 소비장치를 식별하고 특정 한계값의 초과를 제때 보고받고 누설을 빠르게 발견하는 것이 중요합니다. 물론 에너지 공급 시스템의 적시 정비를 계획하는 일 역시 빼놓을 수 없습니다. 에너지 및 환경 담당자가 무엇에 관심을 두는지는 직책명에서 바로 알 수 있습니다. 이들의 목표는 ISO 50001에 따른 기업 인증을 달성하는 것입니다. 비용 계산자와 관리자는 제조 비용을 정확히 계산하고 경쟁력을 유지하기 위해 설비, 공정, 제품 관련 비용을 가급적 상세히 파악하기를 원합니다. 소유주, 사장 또는 이사회는 당연히 어느 부분에서 비용 절감이 가능한지를 늘 알고 싶어 합니다.

In many companies, systematic energy management is increasingly taking center stage.
In many companies, systematic energy management is increasingly taking center stage.

 

최초 구현: 사내에서 그리고 파일럿 고객과 함께

따라서 체계적인 에너지 및 압축공기 모니터링을 구현할 때 여러 사내 집단의 다양한 요구가 동력이 됩니다. SICK 자체 공장 여러 곳에서 모니터링을 최초로 구현할 때도 그랬습니다. 프라이부르크-호흐도르프 현장에서 TDC-E 게이트웨어를 갖춘 FTMg는 자동화된 조립 설비의 압축공기 공급을 감시합니다. 이로써 설비가 중단 없이 가동되고 압축공기 소비와 비용의 투명성이 확보됩니다. 로이테 공장에서는 FTMg가 CNC 기계와 인쇄회로기판 제조 라인에서 데이터를 수집합니다. 이 다기능 센서는 압축공기 모니터링에 적합할 뿐 아니라 현재 체적 및 질량 유량과 kWh 단위 에너지, 압력과 온도를 측정하고 Monitoring Box 등을 위해 실시간으로 제공할 수도 있습니다. 본사 소재지인 발트키르히에 설치된 FTMg(IoT 게이트웨이 TDC-E를 통해 공장 전체 에너지 모니터링에 통합됨)는 연속 운전 시에 안전 레이저 스캐너를 위한 공조 캐비닛에서 그 가치를 증명하고 있습니다.

파일럿 고객사에서도 FTMg를 포함한 다양한 확장 단계의 압축공기 모니터링이 사용됩니다. 특히 모니터링 앱을 포함한 완전 솔루션은 가령 바이에른 주의 포스트바우어-헹에 위치한 BOCK에서 큰 관심을 끌고 있습니다. 사무실 의자, 라운지 가구, 자동차 산업을 위한 고품질 부품을 제조하는 BOCK는 여러 해외 현장을 통해 거대 시장에 직간접적으로 제품을 공급합니다. 상세한 요구사항 분석과 기술 상담 후에 SICK는 BOCK와 함께 공장 홀을 위한 압축공기 시스템의 에너지 관리 시스템을 계획하고 완성하여 설치했습니다. 또 하나의 부가가치는 압축공기 운영비를 정확히 파악할 수 있다는 것입니다. “SICK는 표준화된 하드웨어, 우리를 위해 특별히 개발된 소프트웨어, 미래에도 적합하고 클라우드까지 안전하게 암호화된 연결 등 모든 면에서 딱 맞는 맞춤 솔루션을 우리에게 제공했습니다.” BOCK의 엔지니어링/프로세스 테크니컬 매니징 디렉터 Christian Bock의 말입니다.

에너지 모니터링, 특히 압축공기 모니터링 주제에 더 관심이 있는 경우 SICK 백서 “ISO 50001:2018에 따른 에너지 관리 시스템을 위한 다기능 압축공기 소비 모니터링”에서 자세한 정보를 확인할 수 있습니다.

 

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