포항제철 연주설비 Health Monitoring (Smart Factory)

• 기존 유/무선 시스템으로도 측정할 수 없었던설비 내부 영역에 대한 환경 정보 수집
• Control Box 내부에 대한 정확한 환경 정보 수집을 통한 Black-Out 예방

• 연주(연속주조)기기의 운영 환경 전반을 관장하는 내부 Control Box내 환경 정보 수집이 필요.
• 관리 기준 : 습도/온도

본 과제는 “고객사에서 정보를 취득코자 하는 영역에서 무선통신이 이루어질까?”라는 근본적인 질문을 가질 수 밖에 없는 환경 구조였습니다.  6면이 철구조물인 대형 Pool에서 동작하는  연주기기의 하부 Control Box에 센서 일체형 당사 장비를 안착하여 내부 온/습도 정보를 실시간으로 수집해야 하는, 말 그대로 무선 환경으로는 최악의 상황에서 센서 DATA를 수집해야 하는 환경이었습니다. (해당 설비 자체가 지속적으로 좌/우로 스윙하는 구조로써 유선 시스템 조차도 설치할 수 없는 환경이었습니다. 또한, 무선 신호가 전달될 수 있는 통로는 수분 제어 목적으로 체결하지 않는 “8mm” 나사 홀이었습니다.)

또한, 연주 공정의 속성상 지속적으로 냉각수를 “쇳물”에 뿌리는 환경으로 평균 습도가 “95%”이상이고, 온도는 평균 56℃이상의 환경이었습니다.

나아가, 인위적으로 강력한 EMP(Electromagnetic Pulse) 발생장치가  상시 구동됨으로 인해, 전자기기 자체의 안정성을 담보하기 어려운 환경이었습니다.

마지막 고려사항으로는 해당 설비의 운영 기간으로, 설비가 장착되면 수십일정도 지속적으로 운영됨으로 해당기간 동안 환경 정보 취득을 위한 센서 혹은 통신 장비의 안정성을 담보해야 하는 상황이었습니다.

상기와 같은 특수 환경 이슈로 인해 약 6개월에 걸친 통신 신뢰성 검증을 사전에 수행하였고, 이를 통해 당사 장비의 특성인 “Smart Mesh”의 특성을 살려 “Repeater” 운용의 최적 포인터를 확인하였고, 여기에 온/습도 환경 및 EMP 환경을 극복할 수 있는 특수 하우징을 설계/제작하여 설치 하였습니다.

설비 운영 기간이 안착후 수십여일에 이르는 점을 감안하여, 해당 기간동안 당사 장비 내부에 있는 센서의 장애 발생을 대비하여 “센서 이중화”를 구현하였습니다. 또한, 당사 장비가 운영되는 Control 박스 내부 공간의 제약으로 공급 전원 또한 “AA type” 배터리 2개를 이용하여 최소 4개월이상 안정적인 운영을 보장할 수 있도록 최적화 모델을 설계/제작하였습니다.

실제 적용 후 3개월간의 DATA를 분석한 결과 통신 신뢰도 “99.99999%”를 상회함을 알 수 있었고, Health Check 중 이상징조를 표시하는 유의미값을 통해 실제적인 Black Out 을 예방할 수 있었습니다.