Transcript FEMS 개발방향 IV.

[스마트에너지 R&D - 표준 전문가 포럼]
공장 에너지관리시스템[FEMS]
기술 및 표준화 동향
2015. 2.
포스코ICT
박용하
Strictly Confidential
0
Rev.0(2015.1.15)
■ 목차
에너지 효율 결정요소
설비의 에너지 관리방법
FEMS에 대한 국제표준
FEMS 개발현황
FEMS 발전방향
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I. 에너지 효율 결정요소
■ 설비상태, 공정효율성, 연료/원료품질, 운영/관리수준 등
전기
석탄
원유
가스
산업분야
펄프
스팀
염료
물
철
열
2
소재
II. 설비의 에너지 관리방법
■ 에너지 최적화를 위한 구성요소
분석
운영
감시
제어
 ERP
 MES
 EMS
측정
수집
 Meter
 Sensor
 SCADA
 DCS, PLC
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II. 설비의 에너지 관리방법
■ 계층별 시스템의 역할
“B 공장“
“A 공장“
사업장 단위
생산성(성능)
수익성(비용)
공장단위
공정/설비효율
설비성능/상태
제어
측정
제어, 감시, 측정
“C 공장“
제어
“b 설비“
Process
Gas
“a 설비“
Power
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II. 설비의 에너지 관리방법
■에너지 최적화를 위한 관리요소
설비효율
설비성능
공정효율
에너지 효율화
 기기상태
 이상조건
설비 신뢰성
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설비상태
II. 설비의 에너지 관리방법
■ 에너지 최적화를 위한 요건
 생산량과 품질에 대한 영향 없는 최상의 에너지 효율(양, 비용)
 설비운전 부담의 최소화를 전제한 시스템의 기능 제공(편리성, 용이성)
 시스템 유지 부담을 최소화할 수 있는 시스템의 구성(비용, 운영성)
 고 역량, 고 기술을 필요로 하지 않는 분석 및 운전 지원(비용, 편리성)
 기타 에너지 최적화로 인한 부담 상승요인 억제
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III. FEMS에 대한 국제표준
■ 표준단체
국제
표준
IEC (전기부분)
지역
표준
ISO (비 전기부분)
CENELEC
국가
표준
KS C
단체
표준
IEEE
BS
DIN
ASME
CENELEC
JIS C
KEPIC
KS C
IEEE
BS
DIN
ASME
JIS C
KEPIC
IEC : International Electro-technical Commission
DIN : Deutsche Industric Normen
ISO : International Organization for Standardization
JIS C : Japanese Industrial Standards
CENELEC : Comité Euro-péen de Normalisation
IEEE : Institute of Electrical and Electronics
Engineers
É lectrotechnique
ASME : American Society of Mechanical Engineer
KS : Korean Industrial Standards
KEPIC : Korea Electric Power Industry Code
BS : British Standards
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III. FEMS에 대한 국제표준
■ 산업분야 표준화
[제공 : 한국스마트그리드협회]
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III. FEMS에 대한 국제표준
■ 산업 자동화시스템의 계층구조[IEC 62264]
Business
Production
Automation
Data Acquisition
Process
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III. FEMS에 대한 국제표준
■ FEMS vs 자동화시스템
?
10
III. FEMS에 대한 국제표준
■ Smart Grid vs FEMS
11
III. FEMS에 대한 국제표준
■ 산업설비의 특성
?
12
III. FEMS에 대한 국제표준
■ FEMS vs Concern
?
13
III. FEMS에 대한 국제표준
■ FEMS의 위치에 대한 이슈
 TC65/WG17에서 제시하고 있는 FEMS의 위치가 적절한가 ?
■ FEMS가 Smart Grid와 연계하여
공장단위 에너지 수요 예측 및 수급 최적화의
역할만 수행할 것인가?
■ Level 2에서 설비 단위의 의 에너지 효율을 관리할
필요는 없는가?
이 경우 Level 2가 본연의 역할 외에도 설비에
대한 에너지 효율 관리를 할 수 있는가?
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IV. FEMS 개발현황
■ FEMS의 정의
 [FEMS] 한국정보통신기술협회(TTA)
산업분야(공장)의 전력, 가스, 기름, 열 등 다양한 에너지원의 효율적 관리를 지원해 주는
통합 모델. 산업분야 에너지 사용 비중이 국내 전체 사용량의 61.6%에 달하는 공장에 지능형 계량
인프라(AMI: Advanced Metering Infrastructure), 수요관리(DR : Demand Response), 에너지 저장 시
스템(ESS: Energy Storage System) 등 IT와 에너지기술을 접목하고 에너지서비스기업(ESCO)과 연계하
여 새로운 수익원을 창출한다.
 [FEMS] 매일경제
공장 곳곳에 센서를 설치해 실시간으로 전력량을 분석한 뒤 전기 사용량을 가장 적당한
규모로 조절하는 시스템이다. 기업들은 이 시스템을 통해 누수되는 전기를 아낀다.
 [Smart FEMS] 2014년 에너지기술 이노베이션 로드맵(에기평)
에너지 다소비 산업군에서 공통으로 사용되고 되고 있는 공장 인프라기기의 효율 향상 및 에너
지설비들의 효율분석 기반 에너지절감 솔루션
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IV. FEMS 개발현황
■ FEMS 개발방향
[출처 : 2014년 에너지기술 이노베이션로드맵(에기평)]
 2014 에너지기술 이노베이션 로드맵 (요약 일부)
 다양한 수요자원관리와 MEG 시스템 연계를 통한 효율성 증대 및 산업단지 에너지 최적화 요구
증대
 산업현장에 있어서 생산과 에너지 정보가 연동되어 에너지 수배급을 최적화 할 수
있는 에너지 관리체계가 필요하고, 이를 위하여 ICT기반의 새로운 에너지 효율화 모델의
조기 구축에 대한 니즈 증가
 FEMS는 에너지, ICT, 엔지니어링 등 다양한 기술이 융합되는 시스템으로 기술을 연계
통합할 수 있는 구조가 요구되므로 FEMS를 적용하기까지 가치사슬 상에 있는 다양한 기업들은
물론 수요기관에도 필요성 증대
 공장 에너지 분석 및 평가 기술은 공장에서의 에너지 생산/소비 정보의 수집을 통해 전체 에너
지 효율화 및 절감량 산정을 위한 기준을 제시하고 에너지 효율화 또는 절감솔루션 적용 전후
성과예측, 성과분석에 직접적인 판단근거로 활용되는 만큼 소비자의 요구 대응 및 신뢰도를
증가시킬 수 있는 기폭제 역할 가능
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IV. FEMS 개발현황
■ FEMS 개발방향
Smart FEMS 프로그램
[출처 : 2014년 에너지기술 이노베이션로드맵(에기평)]
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IV. FEMS 개발현황
■ FEMS의 위치 및 역할(Enterprise System)
: 기존 운전시스템
미 구축 시
[IEC 62264]
Level 4
 재무실적 관리
거래/정산 시스템
 재무성과
 성과배분
실적
전사자원 관리(ERP)
원가/실적
생산지시/실적관리
Level 3
 에너지 운영관리
 생산연계 수급계획
 운영목표/실적
(효율, 원단위 등)
 설비신뢰성 관리
FEMS
생산정보
생산관리스템(MES)
Analysis/Report
에너지정보
생산정보
Level 2
가동정보
SCADA
 데이터 수집/저장
운전시스템(DCS, PLC 등)
가동지시
 설비 에너지 사용정보
 공정/설비 가동상태
 설비제어
생산패턴
에너지사용/설비가동정보
설비감시/제어
Level 0~1
 계측 인프라
 I/O, Sensor, Meter
 공정
공정/환경
(운반/이송, 운전환경 등)
설비
(모터, FAN, PUMP 등)
 설비, 기기
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에너지
(전기, 가스, 열, 스팀, 물 등)
IV. FEMS 개발현황
■ FEMS의 위치 및 역할(Cloud System)
[IEC 62264]
Level 4
 재무실적 관리
 재무성과
 성과배분
Clouding Operation Center
거래/정산 시스템
원가/실적
Level 3
 에너지 운영관리
 생산연계 수급계획
 운영목표/실적
(효율, 원단위 등)
실적
생산지시/
실적관리
에너지/정산정보
FEMS
Analysis/Report
Client
 설비신뢰성 관리
Level 2
 데이터 수집
 설비 에너지 사용정보
 공정/설비 가동상태
전사자원 관리
(ERP)
조업관리시스템
(MES)
조업정보
운전정보
SCADA
조업패턴
제어시스템
(DCS, PLC 등)
설비감시
/제어
 설비제어
에너지사용/
설비가동정보
Level 0~1
 계측 인프라
공정/설비/에너지
 I/O, Sensor, Meter
 공정
“A 사업장”
 설비, 기기
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“N x
사업장”
IV. FEMS 개발현황
■ FEMS 개발사례(Vasco)
[출처 : Vasco 홈페이지
20
IV. FEMS 개발현황
■ FEMS 개발사례(Vasco)
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IV. FEMS 개발현황
■ FEMS 개발사례(POSCO ICT)
“Smart Industry”
( Industrial Energy Efficiency & Reliability System)
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IV. FEMS 개발현황
■ FEMS 개발사례(POSCO ICT)
FEMS
SERVER
효율분석
EWS
HIS
PMS
P/C
HOPS
IMC
PDA
B/C
Ethernet
DB & Web
VisualSERVER
ization
SCADA
FCS
제어기
FEMS
전동기
수처리
펌프
전압 전류 유량 유압 온도
(PT) (CT)
가열로
전압 전류
(PT) (CT)
조압연(RM)
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전동기 압축기
사상압연(FM)
전동기
유량 유압 온도
냉각, Run Out Table 권취, 정정
IV. FEMS 개발현황
■ FEMS 개발사례(POSCO ICT)
전기
가스
열
최적화
스팀
원료
물
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VI. FEMS 발전방향
■ 설비운영 현실을 반영
 시장에서 수용할 수 있는 표준과 이를 반영한 시스템의 구현
 ISO 50001의 구현을 위한 MRV를 지원
 FEMS와 기존 제어시스템과의 연계로
 데이터 수집에 대한 신속성, 동일성을 확보
 데이터 수집을 위한 계측장치(Meter, Sensor 등)의 중복성을 배제
 에너지 대비 납기, 품질이 더 우선순위를 차지
 생산원가의 감축을 위한 설비운영인력의 최소화
 시스템, 설비의 유지관리를 위한 비용의 최소화
 내부정보의 유출, 외부간섭의 방어에 대한 강한 인식
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VI. FEMS 발전방향
■ 급속한 시장 및 기술 Trend를 고려
산업분야
도입
 미국(1880년)
 빅데이터에 대한
효과적 분석
 미래 예측 및
최적 대응방안 모색
 수익연결. 새로운
가치 창출”
1차 산업혁명
[18세기 말 ~ ]
증기기관 발명
 매사추세츠공대(1999
년) 최초 사용
 사물에 외부 인터넷
연결  외부에서
제어할 수 있는 기술
 RFID, 기타 센서를
일상생활에 사용하는
사물에 탑재
 독일(2010년) 최초 도입
 사물 인터넷(IoT)을 통해 생산기기와
생산품 간 정보교환이 가능한 완전한
자동생산체계 구축 및 전체 생산과정
최적화라는 산업정책 [제4세대 산업
생산시스템]
2차 산업혁명
3차 산업혁명
[20세기 ~ ]
대량생산/자동화
[1970년 ~ ]
IT + 산업
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4차 산업혁명
[현재]
사이버물리시스템
(CPS)
■ 마무리
감사합니다!
27