Platform for Advanced Control and Estimation (Advanced Process Control)

Advanced Process Control(APC)을 통해 플랜트의 에너지 소비를 줄이고 수율을 개선할 수 있습니다.
APC는 다변수 제어, 품질 추정, 복잡한 계산, 사용자 인터페이스 정의를 하나의 애플리케이션에 통합하여 구축 시간을 대폭 단축하고 유지보수를 단순화 할 수 있도록 강력한 성능을 제공합니다.

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Key areas for Operational Excellence Transformation

Operational Excellence Transformation은 Yokogawa와 KBC의 공동 혁신 솔루션 및 서비스 포트폴리오입니다. 당사는 컨설팅 및 디지털 기술을 활용하여 4개 분야에서 비즈니스 자동화를 위한 종합적인 솔루션을 제공합니다.

Asset Operations and Optimization

자산 운용 및 최적화(Asset Operations and Optimization)를 통하여 에너지 등 변동비용을 최소화하면서 처리량을 늘리고 고부가가치 제품의 생산을 극대화함으로써 물리적 자산의 잠재력을 실현할 수 있습니다. 경제적 성장을 달성하고 환경 요구 사항을 충족시키기 위해 소규모/대규모 설비 투자를 원하는 시간 및 예산에 맞춰 제공될 수 있도록 합니다. 이러한 역량을 통해 기업은 물리적 자산을 최대한 활용할 수 있습니다. Yokogawa의 자산 운용 및 최적화(Asset Operations and Optimization) 솔루션은 업계 최고의 기술을 활용하여 정확한 운전 정보를 제공함으로써 운전자의 통찰력을 높이고 궁극적으로 성능과 수익성을 향상시킵니다.

Asset Operations and Optimization(자산 운용 및 최적화)를 위한 주요 운영 역량

  • 자산 전략: 기업 전략에 맞추어 플랜트의 용량, 운용성, 생산량에 대한 요구사항 정의
  • 자산 개선: 플랜트 운전 기간 확대 및 플랜트 증설/변경을 통한 플랜트 수익성 개선
  • 자산 최적화: 교대 근무조가 생산 계획에 따라 운전 기간 내에 활동을 실행할 수 있도록 하여 플랜트 최적화
  • 자산 운용 및 공정 제어: 교대 근무조가 생산 계획을 효율적으로 실행하고 공정의 비정상적인 상황을 관리할 수 있도록 하여 플랜트 운전
  • 설비 투자 계획 제공: 비용면에서 효율적이고 시기 및 목적에 적합한 설비 투자 계획을 선별, 설계 및 제공

프로젝트 수행, 철저한 Lifecycle 서비스, KBC 컨설팅 제공 실적 등을 통해 고객은 물리적 자산을 극대화하는 것에 대한 실용적이고 깊은 통찰력을 얻을 수 있습니다. Yokogawa는 수익성뿐만 아니라 전반적인 안전성, 운용성, 신뢰성 향상에 기여하고 실현하는 것을 목표로 합니다.

 

· Supply Chain Optimization(공급망 최적화)
- 제품 시장의 수요를 고려하여 석유, 정유 또는 화학 자산에 대한 공급 원료 등 공급 관리를 최적화합니다. 이를 통해 시장 상황을 최대한 활용할 수 있는 대응력을 갖출 수 있습니다.
· Operational Risk Management(운영 리스크 관리)
- 개인 및 프로세스 수준에서 안전, 보건 및 환경 리스크를 안정적으로 제어합니다. 이는 치명적인 손실을 방지하는 데 필요한 견고성을 보장합니다.
· Asset Management and Integrity(자산 관리 및 무결성)
- 자산의 안정성과 가용성을 확실하게 유지하면서도 유지보수 비용을 제어할 수 있습니다. 이는 자산이 항상 기대치를 충족하고 단기적인 시장 기회를 이용할 수 있도록 보장합니다.


Platform for Advanced Control and Estimation (Advanced Process Control) 

Platform for Advanced Control and Estimation (PACE)

Yokogawa는 20년 가까이 다양한 공정 단위에 대해 수백 개의 APC 라이센스 및 컨설팅/엔지니어링 서비스를 제공했습니다. Yokogawa는 APC 및 DCS와의 긴밀하면서도 유연한 통합으로 보다 수익성 높은 운전을 실현하고 조정 제어(Regulatory Control) 안정화가 제어 계층 구조의 기준으로써 중요하다는 것을 잘 알고 있습니다.

APC를 위한 Yokogawa의 모든 포괄적인 플랫폼은 다변수 제어, 품질 추정, 복잡한 계산, 사용자 인터페이스 정의를 하나의 애플리케이션에 통합하여 구축 시간을 대폭 단축하고 유지보수를 단순화 할 수 있도록 강력한 성능을 제공합니다.

Yokogawa는 제어 시스템 개선에 대한 풍부한 경험을 토대로 APC 도입에 대한 타당성 조사를 수행합니다.
타당성 조사를 통해 과거의 운전 데이터를 분석하여 재무 및 운영상의 편익을 추정합니다.

Stable Base-Layer Control with Advanced Regulatory Controls

안정적인 base-layer 제어는 안정된 운전을 위한 첫 번째 단계입니다. Yokogawa의 표준 Advanced Regulatory Control 모듈은 APC 도입 전 안정적인 제어를 위해 신속하게 배치될 수 있습니다.

Dramatically Reduce Modeling Time with Integrated Dynamic Modeling Tools and Automatic Step-Tests

자동 Step test는 지속적인 공정 제어와 경제적 최적화를 유지하면서 플랜트의 완전한 동적 응답을 유도하도록 설계되었습니다. 강력한 식별 및 모델링 도구를 통해 엔지니어는 플랜트 응답으로부터 동적 모델을 신속하게 추출할 수 있습니다.

이 통합 도구는 기존의 수동 Step test와 비교하여 Step test 및 모델링 작업을 절반으로 줄일 수 있습니다.

Holistic Advanced Process Control Application

APC 애플리케이션은 일반적으로 품질 추정기, 사용자 계산 및 Base layer 제어 블록과 같은 다른 응용 프로그램과 함께 작동해야 합니다.

Yokogawa의 플랫폼은 여러 프로세서(컨트롤러, 추정기 등)를 시퀀싱하고, 모든 지원 기능을 동일한 환경(제어 애플리케이션에 대한 맞춤형 사용자 인터페이스 포함)에 적용하여 제어 엔지니어가 APC 애플리케이션을 신속하게 개발할 수 있도록 합니다. 이 전체적인 환경 플랫폼은 애플리케이션 개발 시간을 대폭 단축합니다.

Achieve High Control Performance in Less Commissioning Time with State-of-the-Art On-line Commissioning Tool

"Live"(읽기 및 쓰기) 버전과 "Staged"(읽기 전용) 버전을 동시에 실행할 수 있는 기능을 통해 제어 엔지니어가 가동 준비 시 수정 사항을 검증하고, 다른 튜닝 매개 변수로 컨트롤러 응답을 확인하고, 제어 변수 및 조작 변수 등의 변경사항 등을 확인할 수 있게 합니다. 가동 중단 시간 없이 "Live" 버전을 "Staged"버전으로 교체할 수 있습니다.

Comissioning 도구에는 엔지니어가 모델 불일치를 신속하게 확인할 수 있도록 도와주는 강력한 추세 분석 기능이 포함되어 있습니다.

이러한 온라인 환경을 통해 Comissioning 작업과 시간을 절반으로 줄일 수 있습니다.

System Integration by Industry Standard OPC Interface (OPC DA and OPC UA)

OPC 인터페이스를 통해 APC 애플리케이션(PACE)을 통합 생산 제어 시스템 "CENTUM"을 포함한 DCS 및 PIMS와 같은 다른 시스템과 연결할 수 있습니다. PACE R5.03부터는 기존 OPC 인터페이스(OPC DA) 외에도 OPC UA*를 새롭게 지원합니다. OPC UA를 사용하면 APC 애플리케이션을 OPC UA를 지원하는 다른 시스템과 연결할 수 있으며, 통신을 보다 안전하고 쉽게 구성할 수 있습니다.

* OPC 통합 아키텍처(UA): OPC는 산업 자동화 분야 및 기타 산업에서 안전하고 신뢰할 수 있는 데이터 교환을 위한 상호 운용성 표준입니다. OPC UA는 Industry 4.0의 기반을 제공하는 높은 보안성과 확장성을 갖춘 하드웨어 및 OS 독립적인 통신 표준입니다.

Sustained Performance with Advanced Monitoring & Diagnostics Tool

시간이 지남에 따라 원료 품질, 플랜트의 동적 거동, 새로운 제어 목표, 새로운 운전 모드 등 많은 요인들이 변화하게 되며 제어 성능이 저하됩니다.

고급 모니터링 및 진단 도구는 제어 애플리케이션 성능, 모델 오류 및 기타 측정 항목을 지속적으로 모니터링하며, 온라인 컨트롤러의 동적 튜닝이 가능합니다. 또한 엔지니어가 배드섹터를 식별하는데 도움이 되는 대화형 성능 분석 도구도 있습니다.

배드섹터가 발견되면 해당 섹터를 복구시켜 제어 성능을 좋게 유지하도록 합니다.

 

Details

Multivariable Control & Quality Estimation

Yokogawa APC 플랫폼은 에너지 산업에서 고급 제어 기술 개발 및 응용 분야의 세계적인 선도 기업인 Shell과 공동 개발한 플랫폼입니다.

Yokogawa의 최신 APC 플랫폼(PACE)은 동일 제품군에서 우수한 성능을 자랑합니다. PACE는 플랜트 lifecyle 전반에 걸쳐 이점을 창출하는 APC 애플리케이션을 신속하게 구축하고 유지할 수 있도록 합니다.

Design Time

Design Time은 공정 데이터 관리, 공정의 동적 거동 모델링, 프로세서 및 시퀀스 설계, 시나리오 기반 시뮬레이션 등을 위한 단일 작업 공간을 제공하며, 모든 작업은 APC 구축 모범 사례를 기반으로 합니다.

Design Time과 Run Time 간 원활한 정보 공유를 통해 제어 엔지니어가 복잡한 응용 프로그램을 신속하게 개발할 수 있습니다.

Preliminary Controller Design

제어 변수(CV)와 조작 변수(MV)로 구성된 예비 제어 매트릭스는 Run Time 중 자동 Step test에 사용됩니다.

Robust Model Identification

플랜트의 Step response 데이터를 Design Time으로 불러온 다음, 모델 식별을 위해 bad slicing, data clamping, rule-based cleaning 등과 같은 다양한 도구를 사용하여 데이터를 클리닝합니다.

모델의 Robustness를 나타내는 신호 표시가 있는 모델 통계를 사용하여 광범위한 작동 범위에서 다중 선형 동적 모델(Multiple Linear Dynamic Model)을 식별할 수 있습니다. 단일 입/출력에 대한 다중 모델 요소 및 비선형 gain 수식이 지원됩니다.

Complex Application Development

플랜트 전반에 적용 가능한 복합 응용 프로그램은 여러 하위 시스템, 추정기, 실시간 최적화 인터페이스 및 사용자 정의 프로세서가 있는 플랜트 전반에 적용된 컨트롤러와 같은 여러 유형의 프로세서를 사용하여 동일한 작업 공간 내에서 개발할 수 있습니다.

제어 모델 전달 함수는 온라인에서 변경할 수 있으며, 비선형 동적 거동을 가진 공정을 처리하기 위해 여러 모델 요소를 전환할 수 있습니다.

또한 사용자 정의 프로세서는 VB 또는 C#을 사용하여 사용자 정의 계산 및 로직을 작성할 수 있는 다용도 기능을 제공합니다.

Run Time

Run Time 환경은 "Staged"(읽기 전용) 및 "Live"(읽기 및 쓰기)의 두 가지 모드를 지원합니다. 두 모드를 동시에 실행하면 제어 엔지니어가 "Live" 버전으로 변경하기 전에 "Staged" 버전의 수정 사항을 검증할 수 있습니다.

Human-Machine Interface(HMI) Panel은 공정 조건과 제어 시스템의 상태를 쉽게 시각화할 수 있도록 계층적으로 구성됩니다. 운전원과 엔지니어는 아이콘, 탐색 트리 및 탐색 경로를 클릭하여 관련 정보에 쉽고 빠르게 접근할 수 있습니다.

Auto Step Testing

Auto Step testing은 예비 컨트롤러 설계로 자동 플랜트 Step Response Test를 시작합니다. 플랜트 Step 응답 데이터는 내장된 기록 장치에 저장됩니다.

타일화된 추세는 동적 모델 식별을 위한 공정 응답 검증을 지원합니다.

New Human-Machine Interface with Key Performance Indicator Faceplate

Human-Machine Interface(HMI)는 새로운 핵심 성과 지표를 채택하여 운전원 및 제어 엔지니어와의 상호작용을 향상시킵니다.

HMI Panel은 전략적으로 변수를 관련된 그룹으로 구성하는 변수 집합을 사용하여 정의되며, 강력한 추세 분석 도구 및 Dynamic Relationship Panel이 통합되어 있어 대규모 애플리케이션의 운전 및 유지 관리를 지원합니다.

Online Tuning

온라인 튜닝은 애플리케이션을 Live active control에 적용하기 전에 실시간으로 실제 공정 데이터를 사용하여 통합된 추정기(Estimator) 모델 및 컨트롤러 튜닝을 검증할 수 있도록 제어 엔지니어를 지원합니다.

포괄적인 시뮬레이션과 결합된 유연한 컨트롤러 튜닝을 통해 엔지니어는 다양한 상황에서 전체 Run Time 애플리케이션을 동시에 테스트할 수 있습니다.

Best Performance Value(BPV) 도입: 제어기에 셋팅된 목표의 CV 값으로 원활히 제어하기 위해서, MV move plan 을 최적화하여 CV의 반응을 적절히 움직여 제어기의 Dynamic performance를 우수하히 유지하도록 도와줍니다. 

 


About OpreX

OpreX는 Yokogawa의 산업 자동화(IA) 및 제어 분야 비즈니스를 위한 종합 브랜드입니다. OpreX라는 이름은 Yokogawa가 고객과의 공동 가치 창출을 통해 개발한 기술과 솔루션의 우수성을 나타내며, Yokogawa의 IA 제품, 서비스 및 솔루션 전체를 포괄합니다. 이 브랜드는 OpreX Transformation, OpreX Control, OpreX Measurement, OpreX Execution, OpreX Lifecycle의 5가지 카테고리로 구성됩니다. PACE는 OpreX Transformation에 속하는 OpreX 자산 운용 및 최적화 제품군 솔루션이며, 생산부터 공급망 최적화, 리스크 및 비즈니스 관리에 이르기까지 기업의 활동 전반에 걸쳐 탁월한 운영 기능을 제공합니다.

Yokogawa는 이 브랜드를 통해 특정 요구 사항을 해결하고 고객이 비즈니스를 변화시키고 성장할 수 있도록 지원하는 통합 솔루션을 제공할 것입니다.


 

Advanced Regulatory Controls

Advanced Regulatory Control은 Base layer 제어를 안정화하도록 설계되었으며, 현장에서 검증된 사용자 친화적인 기성 표준 라이브러리입니다. 원하는 제어 및 운전 목표를 달성하기 위해 다변수 최적화 제어 및 강력한 품질 추정과 함께 사용할 수 있습니다.

The Shell Surge Volume Control (SSVC)

SSVC는 보다 안정적인 운전을 위해 플랜트에서 사용할 수 있는 Surge Capacity를 최대한 활용하도록 설계되었습니다. SSVC 모듈은 Surge vessel을 출입하는 유량 변동을 최소화함과 동시에 지정된 범위 내에서 vessel의 레벨을 관리합니다. 이 알고리즘은 하나의 surge volume 뿐만 아니라 Cascading 증류탑과 같은 Cascading surge volume에도 적용되도록 설계되었습니다. 이 알고리즘은 큰 외란이 발생하지 않고 레벨이 이상적인 설정값으로 유지되는 기간동안의 데이터를 활용하여 향후 규모가 큰 외란에 대비할 수 있도록 합니다.

Furnace Pass Balancing (BALANCE)

BALANCE는 멀티 패스 가열로에서 각 패스에 흡수된 열에너지를 균등하게 분배하도록 설계되었습니다. BALANCE 모듈은 열 회수가 더 높은 패스에 더 많은 흐름을 전달하여 각 패스의 출구 온도를 밸런싱함으로써 가열로의 효율성을 향상시킵니다. 각 BALANCE 모듈은 최대 2개의 Cells/chambers를 갖춘 가열로를 관리할 수 있습니다. 각 cell은 최대 16개의 패스(코일)를 가질 수 있으며 각 패스는 최대 다섯 지점의 표면 온도를 읽을 수 있습니다. BALANCE 모듈은 또한 가열로 관리를 위한 매우 유용한 도구로, 가열로를 통과하는 전체 흐름을 관리합니다.

Measurement Validation and Comparison (MVC)

MVC 알고리즘은 비교를 위해 동일한 공정 출력 변수에 대한 두 개의 현장 측정값을 검증하도록 설계되었습니다. 기준 값 이상의 두 개의 현장 측정값의 편차는 지속적으로 누적되며, 누적값이 일정 한계를 초과하면 알람이 발생합니다.

Advanced Monitoring and Diagnosis

고급 모니터링 및 진단은 APC 애플리케이션 및 Base layer 제어 루프의 성능을 유지하고 향상시킬 수 있도록 설계되었습니다.

Hierarchial Performance Monitoring

  • 계층적 성능 모니터링에서 웹 뷰어는 브라우저 기반 모니터링 및 보고 인터페이스를 온라인 데이터베이스에 제공합니다.
  • 모니터링 뷰는 선택한 자산 유형 및 사용자 정의 자산 수준 계층에 대한 날짜별 정보 및 데이터, 제어 성능 및 운전원 개입을 요약합니다.
  • 웹 속성 페이지를 사용하여 계층 구조의 맨 위에서 맨 아래로 또는 그 반대로 이동할 수 있습니다. 웹 속성 페이지는 위치 구성에서 단일 태그까지 모든 데이터 항목에 대한 속성 정보를 제공합니다.

Reporting

  • 실시간 보고 도구는 현재 데이터를 사용하여 Base layer의 배드 섹터 또는 운전원 작업이 즉시 필요한 고급 제어 루프를 강조 표시합니다.
  • 임원 보고서는 기본 설정 계층 구조의 자산을 사용하여 전체 위치의 실적을 요약합니다.
  • 모니터링 유형별 에스컬레이션 보고서는 사용자 정의할 수 있습니다.
  • 보고서는 이메일 전송, 인쇄, Excel에서 사용 가능한 파일로 내보내기가 가능합니다.

Interactive Performance Analysis

오프라인 진단 도구는 통계적 방법을 사용하여 필수 제어 성능 정보를 추출하고 대화형 분석 화면을 제공하여 제어 문제의 근본 원인을 찾습니다.

  • 수익 변수 계산
  • 편익 예측
  • 응답 조정
  • CV 오차 분석
  • 자유도 분석
  • 제약조건 분석
  • PID 튜닝

자료실

Overview:
  • A phased upgrade approach from CENTUM CS to CENTUM VP was planned to meet tight LNG carriers schedules.
  • The collaboration using CENTUM VP and APC provides optimization of gas liquefaction operation.
Overview:
  • To decrease downtime and maintenance costs, the decision was made to introduce Yokogawa's CENTUM DCS.
  • With well-experienced MAC approach, Yokogawa replaced successfully legacy DCS.
Overview:

Samsung Petrochemical Co. Ltd. (SPCL), a major Korean petrochemical company, produces 700,000 tons per year of purified terephthalic acid (PTA) at its Daesan plant. PTA, a white powder substance that is produced by oxidizing and refining para-xylene, is a precursor to polyethylene terephthalate (PET), a polyester material that has excellent thermal resistance and wear resistance and is widely used as a substitute for natural cotton fibers and in film packaging, beverage bottles, tire cords, paints, adhesives, and other applications.

Overview:
  • HMEL selected an integrated solution from Yokogawa
  • Yokogawa India oversaw and implemented the engineering, installation, and commissioning of the refinery
Overview:
  • Based on a careful review of all operational procedures and operator roles and configured new SOPs in Exapilot.
  • As a result, SFC has been able to reduce operator workload, improve product quality, and reduce production losses.
Overview:
  • At the company's Ulsan resin plant, six Exaquantum servers were connected to CENTUM CS 3000 and other vendor's systems.
  • KKPC needed to expand its SBC capabilities and improve production efficiency at its plants.
Overview:

A Malaysian Gas Processing and Transmission Company a subsidiary of the national oil & gas major, plays a prominent role in the gas business value chain. The company operates as a throughput service company providing the services of processing and transmission of gas to the power generation sectors and various customers. 

Overview:
  • Implementation of multivariable optimizing controllers and robust quality estimators within a record short period
  • 3% rise expected in CCR feed amount
Overview:

PT. Tanjung Enim Lestari Pulp and Paper (PT. TEL) operates a pulp mill in Muara Enim, which is 130 km west of Palembang, the capital of Indonesia's South Sumatra province. This is the only pulp mill in the world to produce high-quality, bleached-hardwood kraft pulp solely from plantation grown Acacia mangium trees.

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