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태풍을 뚫고 항해를 계속한다

18 Jan

대형 B&W 엔진을 위한 HMI(Human Machine Interface)로 베이저 일렉트로닉스(Beijer Electronics)의 산업용 컴퓨터를 사용하고 있는 MAN Diesel & Turbo는 지금까지 어떠한 사고도 발생하지 않았다.

이러한 선택은 전세계의 공급업체들을 서로 비교하여 매우 철저한 평가 및 절충 과정을 통해 이뤄졌다. 선박 내에서 안정성은 절대적으로 중요하기 때문에 리던던트 컨트롤 시스템 내의 모든 컴포넌트들은 최고의 품질을 갖춰야만 한다.

대양을 항해하는 대부분의 모든 선박은 MAN Diesel & Turbo로 가동되고 있다. 약 12,500명의 직원을 두고 있는 이 회사는 해양용 및 발전 설비를 위한 2-스트로크 및 4-스트로크 엔진의 선도적인 공급업체이다.

최근 전자 제어식 B&W 2-스트로크 디젤에 대한 수요가 가파르게 상승하고 있다. 연료 분사 및 압축을 관리하는 첨단 제어 시스템은 연료 효율성을 향상시키고 배기가스를 줄일 수 있기 때문이다.

항해시의 특수 요건

꾸준히 진행되고 있는 환경적 조건의 강화로, 선주들 또한 기존 선박에 전자 제어 설비를 구축하려는 요구가 갈수록 높아지고 있다. 이와 더불어 최신 제어 시스템은 엔진의 윤활유를 비롯해 선원들이 운영 및 유지 관리하기가 용이하다.

항해 시 안정성은 그 무엇보다도 우선하며, 가동 중단은 상당한 비용손실을 초래한다. 문제를 예방하고 방지하기 위해 엔진 제어 시스템은 전체적으로 매우 신중하게 선택된 컴퓨터와 같은 고품질 전자 부품들로 구성되어 있다. 생명유지와 관련된 기능은 예비부품을 갖추기도 한다.

2011년 여름부터 베이저 일렉트로닉스(Beijer Electronics)의 견고한 산업용 컴퓨터가 선박 시스템에 사용되고 있다. 납품이 시작된 이후 최초 6개월 가량 EPC 시리즈의 약 150개 컴퓨터가 납품되었다.

전자 제어장치에 사용되는 모든 하드웨어에 대한 책임을 맡고 있는 MAN Diesel & Turbo의 하드웨어 개발팀장인 케넷 팜(Kennet Palm)은 “단 한번의 문제도 없었다.”고 강조했다.

고난도 작업을 위한 산업용 컴퓨터

이러한 EPC 박스는 가장 까다로운 환경에서 최대한의 안정성을 보장하기 위해 특별히 설계 및 제조된 것이다. 개인용 PC 구매자들은 주로 성능 및 낮은 가격을 고려한다. 간혹 ‘블루 스크린’이 짜증날 수도 있지만, 이는 중요한 문제는 아니다. 하지만 항구로부터 수백, 심지어 수천 마일을 항해하는 대형 유조선이나 화물선의 경우는 상당히 다르다.

MAN Diesel & Turbo가 전자 제어 시스템을 위한 컴포넌트들을 선택할 때, 안정성과 더불어 오랜 서비스 수명도 중요했다.

케넷 팜 개발팀장은 “우리는 열, 습도, 진동 등을 모두 내포하고 있는 혹독한 해양 환경에서 하루도 빠짐없이 30년 동안 동작할 수 있는 수명을 가진 엔진을 만들고 있다.”고 설명하고, 구매 비용이나 보증기간과 같은 요소들도 물론 무관하지 않다고 강조했다.

적기 납품과 함께 제품 및 예비 부품의 확실한 공급 또한 품질만큼 가장 요구되는 항목이다. 케넷 팜은 “컴포넌트 공급을 보장하기 위해 우리는 필요한 모든 핵심 부품에 대해 2곳 혹은 가급적이면 3곳의 대체업체들을 확보하자는 그룹 차원을 결정을 내렸다.”고 언급했다.

케넷 팜과 그의 동료들은 마켓에서 최상의 가장 안정적인 제품을 찾기 위해 온갖 수단과 방법을 동원하여 부단한 노력을 경주했다. 그들은 제어 시스템을 위한 전세계의 컴퓨터, 스크린, 그리고 다른 하드웨어들을 검토했다.

안전을 위한 철저한 테스트

MAN Diesel & Turbo에 PC를 공급하는 극소수 공급업체 중 하나로 베이저 일렉트로닉스가 채택되기까지는 상당히 오랜 과정이 소요되었다. EPC 박스는 체계적이고, 매우 철저하게 오랜 기간에 걸쳐 테스트되었다.

연구 및 안정성을 책임지고 있는 니엘 토레스 엥겔(Niels Torres Engel)과 토마스 레네만(Thomas Lehnemann)은 요행이나 운을 바라지 않았다. 자체적인 엄격한 테스트를 위해 회사의 R&D 부서의 처리반에 소형 ‘고문실(Torture Chamber)’을 두었다.

니엘 토레스 엥겔은 “공식적인 요구조건 중 하나로, 제품은 반드시 선도적인 해양인증협회로부터 타입-승인을 받아야 한다.”고 말하고 “예비 검사 후에 제품의 호환성 및 성능, 품질을 확인하기 위해 시험대에 서로 다른 컴퓨터들을 설치했다.”고 설명했다.

혹독한 환경조건에 대비

선박의 엔진룸은 상당히 뜨거워질 수 있다. 따라서 컴퓨터가 섭씨 70도의 온도에서도 여전히 동작하는지 확인해야 한다. 베이저 일렉트로닉스의 EPC 박스는 이러한 과제에 부합했을 뿐만 아니라 진동 및 습도 테스트도 통과했다.

토마스 레네만은 “제품에 스트레스를 가함으로써 처음에는 나타나지 않았던 결함들을 모두 찾아내야 한다.”고 말하고, 제조업체들이 갑작스럽게 디자인을 수정하지 못하도록 하는 것도 중요하다고 강조했다. 컴포넌트의 사소한 변경이라도 컴퓨터에서 구동하는 프로그램에 영향을 미칠 수 있기 때문이다.

그는 “공급된 장비가 규격을 유지하고 있는지 확인하기 위해 지속적인 무작위 추출 검사를 수행하고 있으며, 파트너들과 계속해서 접촉하고 있다.”고 말했다.

즉각적인 공동작업

베이저 일렉트로닉스와의 파트너쉽은 친밀하고, 편하며 훌륭했다고 묘사한 케넷 팜은 공급업체와의 의사소통이 원활하지 않으면, 좋은 제품이 나올 수 없다며, “우리가 바라는 사항에 귀를 기울이고 있음을 느낄수 있었으며, 필요한 모든 도움을 받았다.”고 언급했다.

니엘 토레스 엥겔도 이에 동의했다. 그는 MAN Diesel & Turbo가 중요한 고객으로 평가받을 자격이 있다고 인정한다며, “비록 우리가 대량의 산업용 컴퓨터를 구매하지는 않았지만, 우리가 얻고자 하는 품질에 대해서는 상당히 까다로웠다. 공동작업은 순조로웠을 뿐만 아니라 모든 EPC 박스가 사전에 미리 구성되어 공급되었기 때문에 시간도 절감할 수 있었다.”고 설명했다.

맞춤형 솔루션

공급된 컴퓨터는 받자마자 곧바로 사용할 수 있다. 운영 시스템과 관련 드라이버 및 프로그램이 납품 전에 이미 베이저 일렉트로닉스에 의해 설치되어 있다.

온보드 시스템을 향상시켰으며, 또한 안전성도 증대되었다. 만약 제어 컴퓨터가 제대로 동작하지 않는다면, 어떠한 문제라 할지라도 선상에서 선원은 운영 시스템과 프로그램을 재설치할 수 있다.

이러한 백업 카피는 CD로 제공되곤 하는데, 불행히도 CD 드라이브의 매커니즘은 진동에 노출되면 취약하다.

EPC 박스는 보다 더 견고한 솔루션이 USB 스틱으로 복구할 수 있는 아이디어를 도입했다.

케넷 팜과 니엘 토레스 엥겔은 “가치와 영감을 제공하는 아이디어를 가진 공급업체와 일하는 것은 기쁜 일이다.”고 밝혔다.

간략한 기술 개요

베이저 일렉트로닉스의 EPC 박스는 견고하고, 유지관리가 필요없으며, 보호기능이 뛰어난 산업용 컴퓨터로 혹독한 환경에 적합하다. 기술적 측면에서 보면, 이 제품은 인텔 프로세서와 윈도우 XP Embedded로 구현되었다. 팬리스 프로세서는 온도를 낮추고 마모를 줄인다. 산업용 컴퓨터는 DIN EN 60529 기준에 따라 IP20 등급을 준수한다.

풍부한 연결 기능은 유연성을 극대화 해준다. 병렬 및 직렬 포트는 USB 2.0 소켓과 100Mbps 이더넷과 함께 표준으로 제공된다. MAN Diesel & Turbo는 데이터 자장을 위해 플래시 디스크를 선택했다. 이 플래시 디스크는 전통적으로 진동에 강한 하드 디스크이다.

베이저 일렉트로닉스의 EPC 시리즈는 ABS(American Bureau of Shipping) 및 프랑스 선급협회 BV(Bureau Veritas), DNV, 독일 선급협회(Germanischer Lloyd), 로이드 선급협회(Lloyd´s Register), 러시아 선급협회(Russian Maritime Register of Shipping) 등으로부터 인증을 획득했다.

기계장치의 자이언트

MAN Diesel & Turbo의 2-스트로크 엔진의 모든 전자 및 기계장치의 개발은 덴마크에서 진행된다. 비록 일부 특정 부품은 여전히 덴마크에서 만들어지고 있지만, 현재 엔진은 엔진을 구매하는 조선소와 물리적으로 가까운 곳에 위치한 현대중공업과 같은 파트너 기업들에 의해 한국 및 중국 등의 나라에서 라이선스를 통해 만들어지고 있다.

전자 제어 시스템은 막대한 힘을 관리한다. 엔진은 최고 115,000 마력을 출력할 수 있으며, 무게는 최고 2,000톤이다. 6개에서 14개에 이르는 실린더는 거의 5미터에 달하는 스트로크 길이를 가지고 있다. 50%이상의 기계적 효율은 최고급 차량이 25%에 불과한 점을 고려할 때 상당히 높은 에너지 효율을 달성한다.

http://www.beijerelectronics.se

아이씨엔 매거진 2012년 05월호

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Posted by on January 18, 2016 in Automation

 

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