TCS (Temperature Multiplexer)시스템은 프로세스 반응로, Furnace, Reactor Skin 등, 플랜트현장에 광범위한 범위로 설치된 현장 온도센서 측정치를 multiplexing 한후 ICSS (DCS, PLC등)에 RS485 Modbus RTU, 또는 Network Switch (Modbus TCP, TCP/IP) 디지털 통신으로 측정 데이터를 왜곡없이 빠르게 전송 하는 시스템으로, 대량 온도 측정을 효율적이며, 정확하고, 안정적으로 수행할수 있는 Temperature Digital Multiplexer System 입니다.

TCS Block Diagram

TCS 특장점

가. 측정 디지털화를 하게되면,
① 미래 자동화 (Factory 4.0, Industry 6.0등) 에 대비할 수 있습니다. Modbus RTU, TCP/IP, HART-IP 등으로 상위 시스템에 upgrage 시킬수 있습니다.​
② 온도 측정 신뢰성이 증가 합니다. (Digital 신호로 변환 전송되므로 정확도 향상 됩니다). 측정속도 또한 빨라 집니다. 16 temp. sensor 의 측정치를 RS485 Modbus RTU로 출력 시키는 시간은 1 second 입니다.

③ Remote Diagnostic (sensor fail, MUX malfunction check등) 기능으로 원격 Maintenance 가 가능해 집니다. 또한 부가적인 데이터도 추가로 수집할 수 있어 (현장 JB Ambient Temp. 등) 플랜트 운용 신뢰성을 확보할 수 있습니다.​
④ 증설, 확장등이 용이 합니다.
현장 TCM module +JB (필요 시) 증설하고, 기 포설된 여유 Spare cable 사용, 마샬링랙 의 경우도 기설치된 HMC, HES 의 여유 포인트 및 여유공간을 이용하며, 시스템도 통신 port 의 여유분을 적용 하므로, 저비용으로 wiring , loop check등을 최단시간에 완료 하고 확장, 증설을 완료할 수 있습니다.
(국내 적용한 2개 플랜트 공히 이렇게 증설, 확장 하였습니다).
⑤ Wiring, Connection 이 대폭 경감 되어 전체 공사품질이 향상 됩니다. 실행 예산 역시 많이 절감 됩니다.

Connection Point는

대략 80~90% 정도가 절감되며, 현장JB, 마샬링 캐비넷, 시스템 캐비넷 수량 감소, 설치면적도 최소화 되어 현장및 제어실, 캐비넷룸 등의 Compact화가 가능해 집니다.

다음은 각 모듈에 대해서 자세히 설명 합니다.

현장설비근처에 설치되는 다채널 온도 전송 모듈 TCM

플랜트 설비근처에 설치되는TCM module은 다채널 현장 온도 전송기로서, 16개의 온도센서 (T/C, RTD, ohm, mV) 측정치를 HART digital 신호로 Reciever (HMC, HES등) 모듈로 전송 합니다.
– 본질안전 (Exiacertified)
– 주변온도보상 -40℃ ~ +85℃
– 24Vdc Loop Powered (2 wire Tx)
– IEC61326 조건의 20V/m@80~1GHz, 1kHz AM RFI/EMI, 100dB@50/60Hz의 common mode noise rejection

현장 온도 측정에서는 정확도 (Accuracy)가 중요하며, 영향을 주는 팩터는
1) Cold Junction Compensation (CJC) error
2) Long Term Stability
3) 주변온도변화에 따른 편차 (Ambient Temperature Effect)
4) 주변 외란 (Noise) 차단능력 등 입니다.

CJC 오차 (TCM의 경우± 0.65℃)

T/C의 경우 Extension Wire 거리, Junction 오차 뿐만 아니라, 시스템 I/O module의 오차 ( T/C, mV등의 입력을 받는 모듈들의 오차가 크다는점) 등을 생각 해봐야 합니다.
Temp. Multiplexer 를 적용하면, 온도센서 신호를 HART / Modbus, TCP digital 신호로 변환 전송되어 ICSS / PLC System의 Communication Module에 입력 되므로, 측정 오차는현장에 설치된 Temp. Mux 만 고려대상이 되어 상대적으로 정확한 온도측정을 하게 되는것 입니다.

장기사용 안정도

주변온도에 따른 편차 (Amb. Temp. Effect)

주변외란 (Noise)회피능력

수신모듈 HMC (Modbus/RTU) 와 HES (Modbus / TCP, TCP/IP)

1. RS485 Modbus/RTU를 지원하는 HMC

HMC 수신모듈은 2개까지의 현장 전송모듈 TCM 신호를 받을수 있어, HMC당 32 Temp. Sensors 를 수용하며, RS-485 포트 2개(이중화)를 사용, Modbus/RTU 프로토콜로 약 1.2 km 까지 전송이 가능하며, multi-drop (통상 64 ~ 124 drops)을 지원합니다.
Modbus의 주소는 최대 247이므로, 이론상 7,904 Temperature Points를 한개의 네트워크에서 처리할 수가 있습니다만, 현실적으로 64 주소 x 32ch = 2,048 / Network을 선택합니다.
수행했던 프로젝트들은 대부분 2,048 points / network (32ch x 64 drop)으로 구축 했습니다.

2. Network Switch (Ethernet)을 지원하는 HES

HES 수신모듈은 모델에 따라 2대 또는 8대의 현장 TCM (전송모듈)을 수용할 수 있어,
Max. 128 points Temp. sensors / HES(4ch) 가되며 Modbus / TCP, TCP/IP 프로토콜로 System Ethernet network switch에 바로 연결시킬수 있는 장점이 있습니다. (Device Manager ​​필요없음)

3. HES를 적용하여 현장계기 모니터링 확장, 증설 적용예 (가성비)

예로서, 현장에 온도가 약 30포인트, 4~20mA 가 14 루프정도 있다면, 1ch HES를 이용, 온도 32 points, HART 지원되는 현장계기류 14대 를 1개의 Twist Pair cable에 연결할 수 있으므로, 확장, 증설시 요긴하게 적용할 수 도 있습니다.
4ch HES를 적용하면 단 1대의 HES로 상기의 4배 정도까지 확장시킬수 있습니다.

현장 SIS 관련 계기류의 HART variable을 모니터링 (BPCS)용으로 분기해주기

셋업 (Configuration)

현장의 TCM, HMC, HES등은 configuration software를 이용하여 간편하게 세팅하고, 해당 셋팅 데이터들을 PC에 저장, download, upload를 할 수 있습니다. (TCM의 경우 HART Communicator를 이용하여 셋팅 할수도 있습니다)

HART Communicator를 이용하여 점검, 셋업하는 일부 사진들을 하단에 보입니다.

Emerson사의 TREX나 475 communicator를 TCM에 연결하여 configuration, check, diagnostic등을 간편히 할 수가 있습니다

납품 실적

H사 ICSS system과 함께 2011년도에 대산 S사 (현재 H) 사에 약 2,100 points,
2024년도에 인도네시아 L사 플랜트에 약 2,300여 points의 Temp. monitoring 시스템이 공급되어 현재까지 잘 운전되고 있으며,
Y사 ICSS system과 함께 울산 K사에 1,000 여 points의 Skin Temp. monitoring 시스템이 공급되어 잘 운용되고 있습니다.

보다 자세한 상담이 필요하시면 Moore Industries Int’l 사의 Exclusive Agent, Distributor 이며, 오랜기간 경험을 쌓은 티엠솔루션(주)로 연락 주시기 바랍니다.
전화 02-2025-4280, 이메일은 sales@tmsolutions.co.kr 입니다.