최근 몇 년 동안 생명과학과 자동화 산업 분야에서 모듈형 장비 개념이 인기를 끌었습니다. 이러한 트렌드는 생산 장비 시운전에 이점이 있지만 공장 전체의 자동화 시스템 검증 시에 복잡성을 가중합니다.
생명과학 제조업체의 경우 수평 통합(장비 간 자동화)과 수직 통합(장비와 공장 간 자동화)이 생산 전 마지막 단계인 경우가 많습니다. 이러한 단계에는 스키드 같은 패키지 장비의 PLC(Programmable Logic Controller) 코드 작동 검증과 공장 전체의 자동화를 담당하는 분산 제어 시스템(DCS) 시운전이 포함됩니다. 공장 자동화 엔지니어는 종종 펑션 블록 다이어그램 개체를 사용해 DCS에서 작업하는 반면 장비 전문가는 PLC에서 래더 로직을 사용해 작업합니다.
모듈화에 대한 관심이 커짐에 따라 제조업체의 잠재적인 과제도 커졌습니다. 공장 전체에 분산 제어 시스템(DCS)을 구축하는 회사도 있고, 생산 장비에 자동화 구성요소를 적용하거나 장비에 여러 타사 구성요소를 적용하는 회사도 있습니다. 그 결과 공장에 들어가는 PLC(Programmable Logic Controller)의 수가 증가했습니다.
생명과학 분야의 일부 그룹이 카탈로그에서 스키드를 주문하는 것과 현장에서 유닛 오퍼레이션을 구축하는 것의 이점을 인식함에 따라 제품 통합을 담당하는 엔드 유저 조직은 더욱 좌절하게 되었습니다. 결국 자동화 엔지니어들은 자동화 구성요소가 생산 장비와 동일한 플러그 앤드 프로듀스 기능을 갖출 것을 요구했습니다.
로크웰 오토메이션을 비롯한 업계 내 조직과 회사들이 그 요청에 응답했습니다. 이들은 플러그 앤드 프로듀스 기술의 기반을 안정화하고 공고히 하기 위해 노력했습니다.
모듈화의 동인
플러그 앤드 프로듀스 기술을 발전시키는 그룹 중 하나는 프로세스 산업 자동화 기술 사용자 협회인 NAMUR입니다. 독일 소재의 이 국제 그룹은 프로세스 제어 기술 전문가를 포함한 자동화 기술 사용자를 대표합니다.
전 세계 150개 이상의 회원사로 구성된 NAMUR와 회원사들은 특정 기능의 스키드를 다른 스키드로 쉽게 교체할 수 있는 플러그 앤드 프로듀스 모듈의 가치를 알고 있습니다. 또한 공장 작업자가 작업하는 방식, 즉 표준 데이터와의 표준 인터페이스도 이해하고 있습니다.
이 그룹은 데이터 측면에서 HMI(인간-기계 인터페이스)에 이르기까지 다양한 섹션을 포함하는 모듈형 패키지(MTP)(VDI/VDE/NAMUR 2658)라고 부르는 모듈형 관련 표준을 만드는 데 도움을 주고 있습니다. 이 표준은 OPC UA(Unified Architecture)를 사용해 통신, 경보, 안전 등과 같은 기능을 설명합니다.
MTP 표준은 다른 NAMUR 권장 사항인 NE148 및 RAMI(Reference Architecture Model for Industry) 4.0과 호환되도록 작성되었습니다. MTP는 시설 내 구성요소의 라이프사이클에 관한 IEC 표준으로 발전했습니다. 기본적으로 모든 것을 모듈화하여 언제든지 쉽게 업그레이드하거나 교체할 수 있습니다. VDI 2776 Part 1의 몇 가지 주요 용어에 익숙해진 후 기능을 살펴보겠습니다.
- PEA(Process Equipment Assembly) — 하나 이상의 장비 어셈블리로 구성되고 처리 단계를 나타내거나 모듈형 공장 내 기반 시설을 제공하는 자동화되고 안전 측면에서 거의 자율적인 모듈형 프로세스 유닛
- POL(Process Orchestration Layer) — 모듈형 시스템 운영을 위한 자동화 및 정보 기술 레벨에 걸쳐 있는 장비 어셈블리
- MTP — 모듈형 프로세스 유닛의 자동화 기술 인터페이스 및 기능에 대한 공식적인 설명
