발전소 제어 시스템 - HMI(Human Machine Interface)와 워크스테이션(Workstation)

발전소 운영의 효율성과 안전성을 높이기 위해서는 다양한 제어 시스템이 필요합니다. 이 가운데 HMI(Human Machine Interface)는 운영자와 발전소 시스템 간의 원활한 상호작용을 지원하는 중요한 요소입니다. HMI와 함께 발전소에서 흔히 사용되는 시스템으로 Operation Work Station(OWS)와 Engineering Work Station(EWS)가 있습니다.

1. HMI(Human Machine Interface)란?

HMI는 운영자와 기계 사이의 인터페이스로, 복잡한 제어 시스템을 시각적으로 보여주고, 운영자가 이를 쉽게 모니터링하고 제어할 수 있도록 합니다. 터치스크린이나 디스플레이 화면을 통해 운영자는 시스템 상태를 실시간으로 파악하고, 필요시 제어 명령을 입력할 수 있습니다.

HMI의 주요 기능

• 실시간 데이터 시각화 : 공정 상태를 그래프, 차트 등으로 시각화하여 운영자가 쉽게 이해할 수 있도록 합니다.
• 경보 및 알림 : 시스템 이상 발생 시 경보와 알림을 통해 빠른 대응을 지원합니다.
• 제어 기능 : 운영자가 장비를 직접 제어하고, 공정 매개변수를 설정할 수 있는 창구 역할을 합니다.

2. Operation Work Station(운영 워크스테이션, OWS)

Operation Work Station(OWS)은 주로 HMI와 연결되어 운영자가 발전소의 실시간 데이터를 모니터링하고, 공정의 상태를 제어하는 데 사용됩니다. OWS는 HMI의 데이터 시각화와 상호작용을 통해 중앙 제어실이나 현장에서 시스템을 실시간으로 관리할 수 있게 합니다.

 

OWS의 주요 기능

• 실시간 공정 제어 : 운영자는 OWS를 통해 보일러, 터빈, 냉각 시스템 등 발전소의 주요 공정을 실시간으로 제어할 수 있습니다.
• 데이터 통합 및 모니터링 : 여러 장비와 공정의 데이터를 한곳에서 통합하여 발전소 전체의 상태를 파악할 수 있습니다.
• 사용자 맞춤형 인터페이스 : 운영자 요구에 맞춰 공정 상태를 효율적으로 보여주는 대시보드와 알림 시스템을 구성할 수 있습니다.

 

OWS의 장점

• 즉각적 대응 : 실시간 공정 데이터를 바탕으로 즉각적으로 제어 명령을 내릴 수 있어 긴급 상황에 빠르게 대처할 수 있습니다.
• 통합 관리 : 여러 시스템의 데이터를 통합 관리하여 운영자가 손쉽게 발전소 전반의 상태를 모니터링할 수 있습니다. 

3. Engineering Work Station(엔지니어링 워크스테이션, EWS)

Engineering Work Station(EWS)은 발전소의 제어 시스템을 설계, 구성, 유지보수하는 데 사용되는 워크스테이션입니다. EWS는 공정 데이터를 기반으로 제어 시스템의 매개변수를 설정하거나, 장비의 설정을 변경하는 등의 엔지니어링 작업을 수행하는 데 사용됩니다. 발전소의 자동화 시스템을 최적화하고, 필요한 경우 업그레이드 또는 수정 작업을 수행할 수 있는 중요한 도구입니다.

 

EWS의 주요 기능

• 시스템 구성 및 수정 : 제어 시스템의 논리, 매개변수 등을 설정하거나 수정할 수 있습니다.
• 프로세스 시뮬레이션 : 설비 변경 전, 시뮬레이션을 통해 변경 사항을 미리 테스트할 수 있어 실제 시스템에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다.
• 프로그램 업그레이드 및 유지보수 : EWS를 통해 시스템의 소프트웨어를 업데이트하거나 장비의 상태를 점검해 최적의 성능을 유지할 수 있습니다.

EWS의 장점

• 제어 시스템의 유연한 수정 : 발전소 운영 중 발생하는 다양한 상황에 맞춰 시스템을 유연하게 수정할 수 있습니다.
• 시뮬레이션 기능 : 실제 공정에 영향을 주지 않고 변경 사항을 시뮬레이션하여 안전하고 효율적인 운영을 보장합니다.

4. HMI, OWS, EWS의 연계

HMI, OWS, EWS는 발전소 제어 시스템에서 유기적으로 연계되어 운영됩니다. HMI는 사용자가 데이터를 시각적으로 확인하고 제어할 수 있는 인터페이스를 제공하며, OWS는 운영자가 실시간으로 시스템을 모니터링하고 제어할 수 있도록 돕습니다. EWS는 발전소 제어 시스템의 설정과 수정 작업을 담당해 시스템이 원활하게 작동하도록 보장합니다. 이들 세 시스템은 발전소의 안전성과 효율성을 유지하는 데 필수적인 역할을 합니다.

5. 발전소에서 HMI, OWS, EWS의 사용 사례

• 보일러 관리 : HMI와 OWS를 통해 보일러의 온도, 압력 등을 실시간으로 모니터링하고, 문제가 발생하면 즉각적인 제어를 할 수 있습니다. EWS를 통해 보일러 제어 매개변수를 조정하거나 시스템 업그레이드를 할 수 있습니다.
• 터빈 제어 : 터빈 속도, 출력 등의 상태를 HMI와 OWS에서 모니터링하며, 필요한 경우 EWS에서 제어 로직을 수정하여 터빈 성능을 최적화할 수 있습니다.
• 냉각 시스템 운영 : 냉각수 흐름과 온도 데이터를 실시간으로 모니터링하고, EWS에서 냉각 시스템의 효율을 높이기 위한 프로세스를 설정할 수 있습니다.

6. 결론

HMI, OWS, EWS는 발전소 제어 시스템의 필수적인 구성 요소로, 각각의 역할이 명확하면서도 상호 보완적으로 작동합니다. HMI는 사용자 친화적인 인터페이스를 제공하며, OWS는 실시간 모니터링과 제어를, EWS는 시스템 설정 및 유지보수를 담당합니다. 이 세 가지 시스템을 효과적으로 활용하면 발전소 운영의 안정성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.