Development of a Monitoring System for Batch Gas Manufacturing Processes

회분식 가스 제조 공정용 실시간 감시 시스템의 개발

As distributed control systems (DCS) and plant information systems (PIS) are introduced into gas industries, process monitoring systems based on process data have attracted significant interests. However, these technologies have not been fully due to strong nonlinearities of batch processes. The multiway principal component analysis, which has been recently developed, has solved these problems and has been widely used in the industries. However, the lack of statistical background of process operators has been one of major obstacles for maximum utilization of the technology This paper introduces a real time monitoring system for batch gas manufacturing processes that offers a variety of tools that operators can understand and use without serious difficulties. The proposed integrated system covers the whole spectrum of monitoring and diagnosis that include data collection, monitoring and diagnosis. The developed system has been verified to be very effective for monitoring and diagnosis using its application to the construction of monitoring system for a typical industrial batch reactor.

가스 산업계에서 분산 제어 시스템 (DCS)이나 공정 정보 시스템 (PIS)이 널리 도입됨에 따라 데이터를 기반으로 하는 공정 이상 감시 기술이 많은 관심을 끌고 있다. 하지만 회분식 공정의 경우는 공정의 강한 비선형성으로 인해 이러한 기술들이 효과적으로 이용되지 못했다. Multiway principal component analysis (MPCA)가 개발됨에 따라 이러한 문제점을 해결하면서 산업계에 널리 이용되고 있는데 이 또한 다양한 정보를 해석하기 위해서는 상당한 통계적 지식이 요구되고 이 결과 운전원들이 이용하기가 어렵다는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해서 본 논문에서는 운전원들이 쉽게 이해하고 활용할 수 있는 도구들을 제-공하는 회분식 가스 제조공정용 실시간 감시 시스템을 소개한다. 본 시스템은 데이터의 수집부터 이상의 원인을 파악하는 진단에 이르기까지 감시와 진단에 필요한 기능들을 모두 제공하는 총괄적인 시스템으로 개발된 시스템은 회분식 가스제조, 정밀화학제품, 의약품 등의 회분식 고부가가치 제품생산에 널리 이용될 것으로 보인다. 개발된 시스템은 산업체의 전형적인 회분식 반응기 감시를 위한 감시 시스템을 구축하여 봄으로써 검증하였으며 검증 결과 감시와 진단에 매우 효과적이라는 것을 알 수 있었다.