급격하게 변화하는 시장 상황에 따라 신속하게 대응

요꼬가와전기가 OpreX™ 자산 운영 및 최적화 패밀리 솔루션에 속하는 Dynamic Real Time Optimizer 출시를 발표했다.

                           

First principles simulation과 예측 제어(predictive control) 기술을 결합한 Dynamic Real Time Optimizer 소프트웨어는 공장 운영 효율을 최적화하는 역할을 한다.

이 통합형 솔루션은 요꼬가와의 Advanced Process Control 기술과 업계 지식에 더해 영국 소재 요꼬가와 자회사인 KBC 어드밴스드 테크놀로지(KBC Advanced Technologies Limited)(이하 ‘KBC’)의 시뮬레이션 기술을 기반으로 하고 있다. 이 솔루션은 급격하게 변화하는 석유시장 및 상품시장 환경에서 공장이 신속하게 반응할 수 있도록 하여 생산성과 이윤율을 높인다.

개발 배경

기존 컨트롤 시스템으로 파라미터를 쉽게 컨트롤 하기 어려운 공정에서 Advanced control 시스템은 온도, 유량, 압력, 기타 파라미터를 일정한 범위 내로 유지시켜 최적 수치에 가깝도록 해줌으로써 제품 수율을 높이고 에너지 소비를 줄여준다. 이러한 Advanced control시스템은 정유시설, 석유화학공장, 화학공장, 액화천연가스 시설 등에 갈수록 더 광범위하게 사용되고 있다. Advanced control 솔루션은 높은 경제적 가치로 인해 상당히 높은 관심을 끌고 있다.

Multivariable advanced control 시스템은 공장의 독립변수들의 최적 수치를 결정해준다. 최적 수치는 공급 원료의 품질과 가격, 제품 사양 및 가격, 에너지 가격 등의 정보에 근거해서 계산된다. 변화가 급격하게 이루어지는 시장에서 Advanced control 시스템은 원자재의 특성과 제품 수요, 운전 조건 등의 변화에 맞추어 공장 운영상황을 실시간으로 최적화시켜 준다.

요꼬가와의 Advanced control 기술과 KBC의 업계 지식 및 시뮬레이션 기술을 융합하여 만든 Dynamic Real Time Optimizer는 급격하게 변화하는 공장 및 시장 환경에 대응하여 정교한 모델에 따라 정확성이 매우 높은 최적화 작업을 실행할 수 있다.

특징

Dynamic Real Time Optimizer는 온라인 기능이 포함된 KBC의 Petro-SIM™ 프로세스 시뮬레이션 플랫폼을 기반으로 개발되었으며, 높은 수준의 정확도로 플랜트의 독립 변수에 대한 최적의 값을 계산할 수 있다. 이 솔루션은 온라인 연결을 통해 제어 시스템의 데이터를 공장 정보관리 시스템(PIMS)에 수집하며, Rigorous 모델을 생성하기위해 사례연구 시뮬레이션을 수행한다. 이러한 모델과 운전 조건에 근거하여 최적 수치는 수학적 프로그래밍[1]을 적용하여 계산되고 Advanced control 시스템을 통해 온라인으로 실행된다.

1. Rigorus 모델-시뮬레이션에 근거한 Multi-Unit 최적화

Advanced control 시스템은 대규모 애플리케이션을 통해 방대한 양의 데이터를 신속하게 처리해야 할 필요가 있다. Advanced control 및 최적화 시스템은 이러한 대규모 애플리케이션에 대한 최적의 수치를 계산해내는데 필요한 높은 처리 속도를 요한다. 그러나 오늘날 일반적으로 이용되는 제품들은 중소형 애플리케이션에 적합하며 개별 프로세스 제어를 최적화한다.

요꼬가와의 Advanced control 및 추산 플랫폼[2]은 고속 처리가 가능하며 다중의 프로세스에 걸쳐 집단적으로 대규모 애플리케이션을 제어하는 것도 가능하다. 이 시스템을 운전 플랫폼으로 활용할 경우 Dynamic Real Time Optimizer 는 Multi-Unit 최적화 및 제어를 가능하게 할 수 있다. Dynamic Real Time Optimizer 는 KBC의 시뮬레이션 기술을 사용하므로 비선형 특성을 갖는 반응공정에도 높은 정확성을 갖는 최적 수치를 얻을 수 있다.

2. 유지 보수성이 개선된 통합 솔루션

Advanced control 및 최적화 시스템의 성능은 운전 조건의 변화나 촉매 활동의 변화, 설비의 노후화 등으로 인해 저하될 수 있다. Dynamic Real Time Optimizer 는 온라인 Petro-SIM 모델을 통해 공장의 환경이 변화에 따라 Advanced control의 성능을 유지할 수 있도록 설계되었다. 이 솔루션의 구조는 Advanced control 및 최적화 시스템 유지를 쉽게 해주며 그럼으로써 공장 운영진들이 유지 업무 강도에 변화가 없이도 최적의 성능을 유지할 수 있도록 해준다.

[1] 수학적 모델과 컴퓨터를 이용하여 주어진 규칙의 범위 내에서 적합한 접근법을 선택할 수 있게 해주는 방법론
[2] 다음의 기능을 갖고 있는 소프트웨어 프로그램:
· 다변수모델 예측제어(공장 대응의 동적인 특성 모델을 활용한 예측에 근거한 다중변수 제어)
· 온도, 유량, 압력, 기타 프로세스 변수들에 근거하여 실시간으로 품질을 추정하는 소프트 센싱
· 다양한 변수를 적용하여 계산 할 수 있는 어플리케이션

주요 적용 사례
석유, 석유화학, 화학, 가스 등 산업분야에서 지속적인 공장 프로세스에 대한 첨단 제어