발전소 취업 준비생의 기본 상식, SCADA와 DCS 기술로 만드는 효율적인 자동화 시스템

 

오늘은 SCADA와 DCS 기술로 만드는

효율적인 자동화 시스템이라는

제목으로 알려드리겠습니다.

SCADA (Supervisory Control

and Data Acquisition) 시스템과

DCS (Distributed Control System)는

산업 자동화 및 제어 시스템에서

중요한 역할을 하는

두 가지 핵심 기술입니다.

​

SCADA 시스템은 번역하면

감시제어 데이터수집

시스템이라고 할 수 있으며,

DCS는 분산제어시스템으로

이해하시면 되겠습니다.

이들은 발전소 현장에서 종종

혼용되어 사용되지만,

각기 다른 목적과 특성을

가지고 있습니다.

SCADA 시스템과

DCS 시스템의 정의, 기능,

차이점 및 상호 보완적 역할에 대해

설명드리겠습니다.

​

SCADA 시스템은 원격 위치에서

현장 센서와 설비에서 데이터를 수집,

운영 상태를 실시간으로 모니터링,

이상 상황 발생 시 경보 발생,

현장 신호 데이터를 저장하고

분석하여 운영 효율성을

향상하는 시스템입니다.

주로 대규모 인프라와

분산된 자산을 관리하는 데

사용됩니다.

​

주요 사용 분야는 전력 및

에너지 관리(발전소, 전력망),

수도 및 하수 관리, 석유 및

가스 산업, 교통 시스템

(철도, 고속도로) 입니다.

한전은 SCADA 시스템을 통해

전국의 전력망을 모니터링하고

관리합니다.

이를 통해 전력 수요와 공급을

실시간으로 조절하고,

정전 사고를 최소화합니다.

제주 스마트그리드 실증 단지에서

진행된 스마트그리드

실증 프로젝트에서는

SCADA 시스템을 통해

재생에너지와 에너지

저장 시스템의 통합 운영을

실현했습니다.

이를 통해 재생에너지의

변동성을 관리하고

전력망의 안정성을 유지합니다.

 

 

DCS 시스템은 공장 또는

산업 현장에서 분산된

공정제어 기능을 수행하는

시스템입니다.

주로 프로세스 제어와 관련된

작업에 사용되며 각 구역에

분산된 제어 장치가

독립적으로 운영됩니다.

공정의 각 부분을 제어하고

최적화하는 프로세스 제어,

각 구역에 설치된

제어 장치를 통해

분산 제어하는 로컬 제어,

데이터를 실시간으로 처리하여

제어 명령을 실행하는

실시간 데이터 처리, PID 제어 등

고급 제어 기능을 포함하는

알고리즘 제어 운영자에게

실시간 상태를 보여주고,

조작할 수 있는

HMI(Human Machine Interface)를

제공합니다.

​

주요 사용 분야는 에너지관리,

화학 공정, 석유 정제,

식음료 제조, 펄프 및

제지 산업입니다.

대부분의 발전소는

DCS 시스템을 통해

각 발전소의 공정을 실시간으로

제어하고 최적화합니다.

이를 통해 연료 사용 효율을

극대화하고, 발전소의 운영

효율성을 높입니다.

 

 

SCADA 시스템과 DCS는

비슷한 면도 있지만

차이점도 있습니다.

​

1. 시스템 아키텍처

SCADA 시스템은

중앙 집중식 모니터링과

제어를 위한 아키텍처입니다.

여러 지역에 분산된 자산을

중앙에서 관리합니다.

DCS는 분산된 제어를 위한

아키텍처입니다.

공장 내 여러 구역에

분산된 제어 장치가

로컬 제어를 수행합니다.

​

2. 응용 분야

SCADA 시스템은 주로

분산된 자산을 관리하는

인프라에 사용합니다.

DCS 시스템은

주로 공장 내 공정 제어에

사용합니다.

​

3. 데이터 처리 및 제어

SCADA 시스템은

데이터 수집, 모니터링,

원격 제어가 주 기능입니다.

실시간 데이터 수집과

원격 제어에 중점을

두고 있습니다.

DCS 시스템은

실시간 프로세스 제어가

주 기능입니다.

공정 제어에 필요한

고속 데이터 처리와

제어를 수행합니다.

​

4. 확장성

SCADA 시스템은

대규모 시스템에서

분산 자산 관리에 적합하고,

확장성이 뛰어납니다.

DCS 시스템은 공장 또는

플랜트 내의 공정 제어에

적합합니다.

주로 한정된 지역 내에서

작동합니다.

​

이러한 공통점과

차이점으로 인해

SCADA 시스템과 DCS 시스템은

각기 다른 목적을 가지는데,

발전소에서 함께 사용되어

상호 보완적 역할을 합니다.

 

 

 

1. 통합 운영

SCADA 시스템과

DCS 시스템을 통합하여 운영하면,

대규모의 분산된 자산과

공정 제어, 실시간 데이터처리를

효율적으로 관리할 수 있습니다.

예를 들어, 발전소에서는

DCS가 각 발전 유닛의 공정을

제어하고, SCADA 시스템이

전체 전력망을 모니터링하고

제어하는 방식으로 운영됩니다.

​

2. 데이터 연계

SCADA 시스템은 DCS에서

수집된 데이터를 중앙으로

모아 분석하고, 이를 통해

전사적인 운영 최적화를

도모할 수 있습니다.

이는 공정 제어 데이터를

활용하여 전체 운영 효율성을

높이는 데 기여합니다.

​

3. 원격 모니터링 및 제어

SCADA 시스템은 DCS가

설치된 현장을 원격으로

모니터링하고 제어할 수 있게 하여,

운영자들이 중앙에서

모든 시스템을 관리할 수

있도록 합니다.

이는 운영 효율성을 높이고,

신속한 대응을 가능하게 합니다.

​

SCADA와 DCS는 각각의 특성과

목적에 맞게 설계된 시스템으로,

특정 산업 분야에서

중요한 역할을 합니다.

SCADA는 분산된 자산의

모니터링과 제어에 강점을

가지고 있으며,

DCS는 공정 제어와

고속 데이터 처리에

특화되어 있습니다.

이 두 시스템은 상호 보완적으로

활용되어, 산업 자동화와 제어의

효율성을 극대화할 수 있습니다.

발전소, 공장, 인프라 관리 등

다양한 분야에서 SCADA와

DCS를 적절히 통합하여

사용함으로써, 운영 효율성을

높이고 안정성을

강화할 수 있습니다.

 

 

글로벌 발전소에서 사용되는

SCADA 시스템과

DCS 시스템에 대해서

간략히 알아보도록 할 텐데

한 가지 말씀드리고 싶은 것은

SCADA와 DCS 같은

소프트웨어를 납품한 제작사들은

모두 발전소 초기 건설 당시

하드웨어를 납품한

회사들이라는 겁니다.

예를 들면 발전소를 처음

설계할 때 지멘스 가스 터빈이나

스팀터빈 제작사를 지멘스로

결정했다면 상위 제어설비인

소프트웨어도

지멘스 제작사 소프트웨어가

납품될 가능성이

매우 높다는 겁니다.

그렇다면 발전소 취업을

고민할 때도 발전소 공기업이나

사기업 경쟁률이 치열하면

다른 방식으로 경력을 쌓으라고

권하고 싶은데

지멘스 코리아, 미쯔비시 코리아,

GE 코리아 등의 발전소 제작사

기술 관련 직종으로 지원하셔서

발전소 경력을 쌓고,

기회를 봐서 원하는 발전소로

경력직 이직을 해도

괜찮은 방법으로 생각됩니다.

실제로 이렇게 이직을 하신

경우도 봤기 때문에 취업관련해서는

여러 케이스를 두고

고민해 보시기 바랍니다.

​

발전소에서 사용하는

주요 SCADA 시스템

​

1. Siemens 의 SIMATIC

SCADA 시스템은 전 세계적으로

널리 사용되는

SCADA 솔루션입니다.

이 시스템은 강력한 데이터 수집,

모니터링, 분석 및 제어 기능을

제공하여 발전소의 운영 효율성을

극대화합니다.

​

2. GE Digital의 iFIX SCADA

시스템은 발전소에서

실시간 데이터 수집, 모니터링 및

제어를 지원하는 강력한 플랫폼입니다.

고급 데이터 시각화, 분석 도구 및

확장 가능한 아키텍처를 통해

발전소의 운영 및 유지 보수

효율성을 높입니다.

​

3. Schneider Electric의

EcoStruxure SCADA 시스템은

에너지 관리 및 자동화

솔루션을 제공합니다.

이 시스템은 발전소의 데이터를

실시간으로 수집하고 분석하여

운영 효율성을 높이고,

예측 유지 보수를 지원합니다.

​

4. ABB의 Ability System

800xA SCADA 시스템은

발전소에서 데이터 수집,

모니터링 및 제어를 지원하는

통합 자동화 솔루션입니다.

이 시스템은 고급 제어 기능과

데이터 분석 도구를 제공하여

운영 최적화를 지원합니다.

​

5. Emerson의 Ovation

SCADA 시스템은 발전소의

데이터 수집 및 제어를 위한

솔루션입니다.

고도의 신뢰성과 정확성을 갖춘

이 시스템은 발전소 운영의

안정성을 높이고

효율성을 극대화합니다.

​

주요 시스템 모두가 다

외국 제작사라 단점이라고 하면

초기 설치비용 및

유지 보수 비용이

비싼 점이 있겠습니다.

 

 

발전소에서 사용하는

주요 DCS 시스템으로는

​

1. GE 사의 Mark V DCS입니다.

Mark V는 GE(General Electric)

Power Systems에서 제작한

터빈 제어 시스템으로,

특히 가스 터빈과 증기 터빈의

제어 및 보호를 위해 설계되었습니다.

DCS로서의 Mark V는

발전소와 같은 대규모

산업 시설에서 핵심 공정 제어를

수행합니다.

가스 터빈과 증기 터빈의

연료 제어, 공기 흐름 제어,

그리고 기타 주요 공정을

정밀하게 제어하고,

중요한 제어 장치와 통신 경로가

이중화되어 시스템의

신뢰성을 높입니다.

Mark V 시스템은 가스 터빈

발전소에서 연료 공급, 공기 흐름,

배기 가스 제어 등 주요 공정을

정밀하게 제어합니다.

이를 통해 발전소의 효율성을

극대화하고 안정적인

전력 생산을 보장합니다.

​

2. Mitsubishi가 제작한

Netmation이 있습니다.

발전소의 복잡한 공정 제어를

효율적으로 관리하고,

안정성을 높이는 데 중점을 둔

시스템입니다

Netmation 시스템은

세계 여러 화력 발전소 및

원자력발전소에서 공정 제어를

담당하고 있습니다.

예를 들어, 대규모 화력 발전소에서

보일러, 터빈, 발전기의 상태를

실시간으로 모니터링하고

제어하여 효율적인 에너지

생산을 보장합니다.

​

그 외로 Siemens가 제작한

SPPA-T3000도 있습니다.

모두 비슷한 장점들을 가지고 있고,

단점 또한 모두 외국 제작사라

초기 비용과 유지 보수 비용이

비싸다고 볼 수 있겠습니다.

​

여러분들의 발전소 취업을 응원합니다.

감사합니다.

May the Force be with you

​